System plików FAT16 i FAT32.
Sposób, w jaki komputer organizuje pliki i katalogi na nośniku danych o swobodnym dostępie (takim jest np. dysk twardy). System plików określa to, jak informacje są zapisywane i odczytywane. System plików definiuje także wielkość klastrów, możliwe do użycia atrybuty plików oraz schemat poprawnych nazw plików i katalogów - ich długość i dopuszczalne znaki w nazwach. Najpopularniejsze systemy plików to:
FAT32 (Windows 95 OSR2, Windows 98, ME, 2000, XP)
NTFS (Windows NT, 2000, XP).
Dysk twardy podzielony jest na niewielkie fragmenty, zwane jednostkami alokacji lub klastrami. Ponieważ jednostka alokacji jest wartością logiczną, a nie fizyczną (nie znajduje się ona fizycznie na dysku), jej rozmiar można różnie zdefiniować w zakresie od 512 bajtów do 64 kilobajtów. Każdy znajdujący się na dysku twardym plik zajmuje jeden bądź więcej klastrów, ale w jednym klastrze może znajdować się tylko jeden plik (lub jego część). Gdy rozmiar pliku jest mniejszy niż rozmiar klastra, niewykorzystane miejsce marnuje się, zatem dlatego im mniejsze jednostki alokacji, tym bardziej ekonomicznie wykorzystane jest miejsce na dysku. Maksymalna liczba jednostek alokacji na dysku jest jednak ograniczona przez system plików.
FAT (File Allocation Table - tablica alokacji plików) jest to tablica opisująca, w których klastrach dysku twardego lub dyskietki magnetycznej system operacyjny ma szukać każdego z zapisanych na nim plików. FAT jest tworzony podczas formatowania nośnika danych. Podczas zapisu pliku informacje o nim są automatycznie zachowywane w tablicy FAT. Potocznie przez FAT rozumie się FAT16 lub FAT32.
FAT16 jest odmianą systemu plików FAT, z którego może korzystać MS-DOS i Windows. Pierwsze pecety pracujące pod systemem DOS miały architekturę 16-bitową. Oznaczało to, że ich system plików mógł opisać tylko 216, czyli 65 535 klastrów. Początkowo klastry były rozmiarowo równe fizycznym sektorom dysku twardego (512 bajtów), ale szybko okazało się, że w ten sposób można opisać pojemność tylko 32 MB. Większy dysk twardy trzeba było dzielić na partycje. W związku z tym postanowiono zwiększyć rozmiary jednostek alokacji. Problem zaczął się, gdy dyski przekroczyły rozmiar gigabajta, a jednostki alokacji rozrosły się aż do 32 kilobajtów. Przy tak dużej jednostce alokacji notatka o wielkości dwóch kilobajtów zmarnuje 30 kilobajtów miejsca. Plików tej wielkości na dysku może być tysiące, co prowadzi do dużych strat pojemności. FAT16 miał jeszcze jedno poważne ograniczenie - obsługiwał partycje tylko do wielkości 2,1 gigabajta. Konieczne stało się opracowanie nowego, lepszego systemu plików - i tak powstał FAT32.
FAT32 jest kolejną odmianą systemu plików FAT, z którego mogą korzystać systemy operacyjne Windows 95 OSR 2, Windows 98 oraz ich nowsze wersje. FAT32 może rozpoznać 232 (czyli 4 294 967 296) adresów jednostek alokacji, dzięki czemu obsługuje dyski twarde do wielkości dwóch terabajtów (dwóch tysięcy gigabajtów). Dla partycji o rozmiarach poniżej 8 GB jednostka alokacji ma wielkość tylko 4 kB, dzięki czemu nie ma dużych strat pojemności. FAT32 wymaga partycji o minimalnych rozmiarach 512 MB..
NTFS system plików pojawił się wraz Windows NT 3.5 w 1993. Aż do Windows 2000, linie rozwoju były ściśle rozdzielone, a dla docelowej grupy użytkowników Windows 95, 98 i Me przewidziano FAT 16 lub FAT 32. Seria NT jednak, radzi sobie ze wszystkimi wariantami - z wyjątkiem Windows NT 4, który nie umożliwia konwersji do FAT 32. Jest mnóstwo profesjonalnych narzędzi pozwalających ominąć ograniczenia odczytu danych z partycji NTFS spod starszych wersji Windows. Jednym z najdoskonalszych i najlepiej znanych programów tego typu jest Ntfsdos, którego można nawet użyć do uruchomienia partycji NTFS przy pomocy dyskietki oraz NTFS for Windows 98. NTFS wprowadził wiele ulepszeń w stosunku do systemów FAT. Najważniejszymi są: bardziej optymalne użycie pamięci w dużych woluminach, korekcję błędów w następstwie zawieszeń systemu, ochronę przed nieautoryzowanym dostępem, usługę katalogową i szyfrowanie danych. Charakterystyki odzyskiwania danych przez NTFS wymagają specjalnej wzmianki: windows zapisuje, w czasie rzeczywistym, wszystkie modyfikacje w systemie plików w punktach kontrolnych. Punkty używane następnie są do naprawy w tle błędów systemu, powstałych przez wymuszony restart. NTFS może zarządzać partycjami o pojemności setek terabajtów. Jeśli chodzi o bezpieczeństwo, administratorzy korzystają ze zintegrowanych funkcji ochronnych, takich jak uprawnienia dostępu użytkowników do plików i folderów, oraz EFS (ang. Encryption File System - System kodowania plików).
W odróżnieniu od FAT, który ma odrębną tablicę alokacji na początku dysku, NTFS umieszcza swój kluczowy element -- Master File Table (NTF) - w ukrytych plikach. MTF zarządza wszystkimi plikami woluminu i tzw. metadanymi w relacyjnej strukturze danych. Informacja na temat plików jest uszeregowana w liniach; ich atrybuty (ukryty, zaszyfrowany, spakowany, systemowy, itd.) w kolumnach. Metadane zawierające informację o samym MTF, są przechowywane w 16 pierwszych zapisach, mających łącznie 16 KB.