◇ 論理フォーマットについて

まず、工場出荷前のフォーマット「物理フォーマット」で各セクタにデータを記録できるようになります。しかし、物理フォーマットだけではドライブを使用することができません。各データを最適な位置に配置(ファイルシステム)いたしまして論理的に読み書きできるように初期化する必要があります。

その「仕組み(ファイルシステム)」自体を書き込む作業が論理フォーマットです。つまりハードウェアからみると「0」と「1」のデジタル信号を読み書きするのみですが、この間に「ファイルシステム」が挟むように入りまして論理的なデータ構造を意識せずに「読み書きできる仕組み」となっております。

◇ フォーマット形式に関しまして

Windowsに採用される「NTFS」が有名だと思います。
※ フォーマットには、「クイック」と「通常」があります。すぐに処理を終えるクイックで十分です。「通常」は、不良セクタの検査が付くため、とてつもなく時間がかかります。Windows95 / 98 の時代では、すでに存在するファイルシステムの初期化に「クイック」・何も無い状態からでは「通常」が必要でした。そのためその頃の名残かもしれません。このようにデータを読み書きする仕組みが「ファイルシステム」となります。この仕組みを守りつつデータを早く安全に出し入れできます。

◇ ファイル数が増大につれファイルシステムへの負担が大きくなります。そこで、ファイルシステムの配置をうまく工夫して負担を減らすと論理障害のリスクを減らすことができます。

ファイルシステムで負担が大きい処理は「書き込み」と「リネイム」です。このうちリネイムは意外かもしれませんがファイル名で木構造が変わる性質から負担が大きくなります。

そのため、重要なデータの運用には必ず「パーティション」を複数に分割いたします。そして一つのパーティション当たりの負担を「上限500,000ファイル程度」に抑えると長持ちする傾向があります。

ファイルシステムは、基本構造に「木構造」と「リスト構造」を組み合わせて実現しておりまして、それぞれのデータをセクタ単位でシリアライズしております。

ファイルサイズについて：FAT32におけるファイルサイズの上限は4GBです。32ビットだと、どうしても、このサイズがセクタを示せる限界となるためです。なお、これを木構造と64ビットで解決した「exFAT」が出てきております。