آنچه باید درباره فایل سیستم اپل بدانید

فایل سیستم اپل یا APFS یکی از تغییرات بزرگی است که برای دستگاه‏های جدید اپل عرضه می‏شود. این فایل اولین‌بار با عرضه iOS ۱۰. ۳ در دسترس قرار گرفت، اما قرار است به مک هم وارد شود. APFS در واقع شیوه ذخیره فایل‏ها در مک، آی‌فون و آی‏پد را تغییر می‏دهد. با این اوصاف بد نیست با فایل سیستم اپل آشنا شده و امکاناتی را که در اختیارمان می‌گذارد بیشتر بشناسیم. سیستم فایل، جزئی حیاتی در هر کامپیوتر یا دستگاه الکترونیکی است. سیستم فایل برای کامپیوتر تعیین می‏کند که چگونه با اطلاعات تعامل داشته باشد.

فایل سیستم اپل یا APFS یکی از تغییرات بزرگی است که برای دستگاه‏های جدید اپل عرضه می‏شود. این فایل اولین‌بار با عرضه iOS ۱۰.۳ در دسترس قرار گرفت، اما قرار است به مک هم وارد شود. APFS در واقع شیوه ذخیره فایل‏ها در مک، آی‌فون و آی‏پد را تغییر می‏دهد. با این اوصاف بد نیست با فایل سیستم اپل آشنا شده و امکاناتی را که در اختیارمان می‌گذارد بیشتر بشناسیم. سیستم فایل، جزئی حیاتی در هر کامپیوتر یا دستگاه الکترونیکی است. سیستم فایل برای کامپیوتر تعیین می‏کند که چگونه با اطلاعات تعامل داشته باشد. سیستم فایل به هر عکسی که با گوشی گرفته و در کامپیوتر ذخیره کرده باشید، هر سند برنامه ورد مایکروسافت، فایل نامرئی که کامپیوتر شما به آن نیاز داشته باشد و به‌طور کلی هر نوع اطلاعاتی که در هارد وجود دارد رسیدگی می‏کند.

شاید سیستم‏های فایل جذاب‏ترین قابلیت دستگاه‏های الکترونیکی نباشند، اما تکنولوژی استفاده‏ شده برای پیاده‏سازی آن‏ها به‏قدری اهمیت دارد که توسعه‏دهندگان را به خود علاقه‌مند کرده است. اپل برای اولین بار برنامه‏های خود برای APFS را در کنفرانس جهانی سالانه توسعه‏دهندگان اپل، در ماه ژوئن سال گذشته اعلام کرد. APFS روشی که دستگاه‏های اپل با آن اطلاعات ذخیره‏شده را بازیابی می‏کنند، تغییر می‏دهد. این سیستم همچنین قابلیت‏های جدیدی در اختیار کاربران قرار می‏دهد که آنها را در سیستم‏های فایلی دیگر نمی‏بینیم. APFS در ابتدا در macOS ۱۰.۱۲ Sierra به‏عنوان نسخه آزمایشی برای توسعه‏دهندگان عرضه شد. سپس به‏ صورت عمومی در نسخه iOS ۱۰.۳ در دسترس کاربران آی‌فون قرار گرفت. اپل در آینده تمامی برنامه‏های خود را برای استفاده از این سیستم فایل تغییر می‏دهد.

APFS چیست؟

اپل مشخص نکرده است که حرف P در APFS به چه کلمه‏ای اشاره دارد، اما این کاراکتر اضافی باعث می‏شود که آن را با Apple File Service یا AFS کلمه‏ای که به سرویس‏های قدیمی‏تر فایل و شبکه اپل اطلاق می‏شد، اشتباه نگیریم. APFS به ‏گونه‏ای طراحی ‏شده است که از کوچک‌ترین دستگاه‏های اپل گرفته تا بزرگ‌ترین آنها کارآیی داشته باشد و با watchOS، tvOS، iOS، macOS و تمامی محصولات اپل سازگاری دارد. از ابتدا طوری ساخته ‏شده تا در معماری مدرن دستگاه‏های اپل به‏ خوبی کار کرده و در دستگاه‏های آینده اپل نیز قابل‏استفاده باشد. APFS شیوه معمول کار با فایل کاربر را تغییر نمی‏دهد. در مک Finder یا همان شیوه اصلی که به کمک آن با فایل‏های کامپیوتر خود کار می‏کنید (درست شبیه به File Explorer در ویندوز) به خاطر APFS ابدا تغییر ظاهری نمی‏پذیرد (فعلا که اپل چیزی در این خصوص اعلام نکرده است.) iOS هم از این قاعده مستثنا نیست. این سیستم فایل جدید نحوه مدیریت اطلاعات را تغییر خواهد داد؛ یعنی دستورالعملی که از دید کاربر مخفی بوده، اما برای کامپیوتر تعیین می‏کند که اطلاعات را در کجا قرار داده و چگونه با آن کار کند.

سیستم فایل فعلی اپل +HFS است. HFS در سال ۱۹۸۵ میلادی، یعنی زمانی که مک به‏ تازگی آغاز به‌کار کرده بود معرفی شد. در واقع این سیستم فایل بیش از ۳۰ سال قدمت دارد. البته بعدها +HFS با اندکی تغییرات برای مک‏های جدیدتر عرضه شد. برای اینکه بدانید چرا ممکن است سیستم فایل قدیمی کارآیی خود را ازدست ‏داده باشد، این مثال را در نظر بگیرید. یک دستگاه مک که در اواخر سال ۱۹۸۴ میلادی تولید شد، ۵۱۲ کیلوبایت حافظه رم (این میزان چهار برابر رم اولین مک تولیدشده است) و یک درایو فلاپی که قادر به ذخیره ۴۰۰ کیلوبایت اطلاعات بود، داشت. یک مک فعلی دارای ۸ گیگابایت حافظه رم (تقریبا ۱۶ هزار برابر مورد قبلی) و ۵۱۲ گیگابایت حافظه داخلی (تقریبا ۱.۲ میلیون بار بیش از حافظه ذخیره‏سازی مک سال ۱۹۸۴) است. پس بار دیگر که درایو کامپیوتر شما پر شد، به تغییراتی که در طول این ۳۰ سال بر مک گذشته است فکر کنید!

با توجه به ‏سرعت رشد تکنولوژی و توسعه کامپیوترها، اینکه همچنان از هر تکنولوژی‏ای با این قدمت استفاده می‏کنیم، اندکی ترسناک به نظر می‏رسد. ازاینجا می‏توان اهمیت و نقش اساسی سیستم فایل در یک کامپیوتر را هم درک کرد. +HFS در عهد خود بسیار پیشرفته محسوب می‏شده، اما اپل آن را برای کامپیوترهایی که به درایو دیسک فلاپی و هارددرایو مجهز بودند، ساخت. مدت‏هاست که عمر فلاپی‏ها به پایان رسیده است. بیشتر دستگاه‏های اپل نیز دیگر برای ذخیره‏سازی اطلاعات از قطعات ذخیره‏سازی حالت‏ جامد نظیر فلش‏های داخلی و SSD استفاده می‏کنند، این دستگاه‏ها نیز اطلاعات را به روشی متفاوت با هارد درایوها و فلاپی‏ها ذخیره می‏کنند. APFS برای نیازهای کامپیوترها و گوشی‏های امروز و فردا مناسب‏تر است، چراکه اساسا برای مدیریت اطلاعات حافظه‏های حالت‏جامد مثل فلش و SSD تولیدشده است. این نوع از تکنولوژی‏های ذخیره‏سازی، متفاوت با درایوهای چرخنده عمل می‏کنند، پس عاقلانه‏ترین کار بهینه‏سازی سیستم فایل برای بردن بیشترین بهره است.

اپل راه را برای ذخیره‏سازی حجم بسیار بیشتری از اطلاعات با APFS هموار می‏کند. به‏عنوان ‏مثال HFS+ از شناسه‏های فایل ۳۲ بیتی پشتیبانی می‏کرد، اما APFS از شناسه‏های ۶۴ بیتی نیز پشتیبانی می‏کند. این یعنی امروز که مک شما قادر به دنبال کردن وضعیت ۴ میلیارد قطعه از اطلاعات در هارد درایوتان است، با APFS این میزان به ۹ تریلیون می‏رسد؛ یعنی عدد ۹ به همراه ۱۸ صفر جلوی آن‌که با در نظر گرفتن ارزش‏های هگزادسی‌مال، مقدار واقعی بیشتر هم خواهد بود. با اینکه APFS حجم بسیار بیشتری از اطلاعات را نسبت به +HPS مدیریت می‏کند، می‏توانید شاهد بهتر شدن کارآیی آن‏هم باشید. هر وقت نیاز به ذخیره‏سازی یا نگهداری فایل‏های تکراری داشته باشید، APFS تا حد ممکن اطلاعات را بین فایل‏ها به اشتراک می‏گذارد. به‏جای اینکه مثل +HFS اطلاعات تکراری ذخیره کند، لینک متادیتای اطلاعات ذخیره‏شده را به‏روزرسانی می‏کند. به همین علت ایجاد کردن کلون یا کپی از فایل‏ها به‏سرعت انجام می‏شود. دیگر لازم نیست برای انتقال چندین گیگابایت اطلاعات منتظر بمانید و در این میان فضای زیادی هم به هدر برود. در حقیقت، کلون‏ها فضای جداگانه‏ای را اشغال نمی‏کنند، چراکه به محل اصلی اطلاعات اشاره می‏کنند! با APFS نسبت به +HFS از فضای ذخیره‏سازی خود به بهینه‏ترین شکل ممکن استفاده خواهید کرد.

حالا که بحث از فضای ذخیره‏سازی شد، بهتر است درباره به اشتراک‏گذاری فضا، یکی از قابلیت‏های دیگر APFS نیز صحبت کنیم. مک به کمک به اشتراک‏گذاری فضا، فضای آزاد هارد درایوهای خود را بهینه‏تر از قبل مدیریت می‏کند. می‏توانید در یک دستگاه فیزیکی واحد، پارتیشن‏های مختلف ایجاد کنید، حتی فایل سیستم‏های متنوع داشته باشید و تمام آن‏ها نیز فضای یکسانی را به اشتراک می‏گذارند. در حال حاضر در مک برای تغییر اندازه پارتیشن‏ها و استفاده دوباره از فضای آزادشده باید از هفت‏خوان رستم بگذرید. APFS به دستگاه‏های فیزیکی به‏عنوان ظرفی نگاه می‏کند که در خود توده‏های جداگانه‏ای از اطلاعات را جا داده‏اند.

APFS چه کارآیی دارد؟

شبکه تقریبا برای تمام کامپیوترها و دستگاه‏های محاسبه‏گر جزئی حیاتی است. در طول سال‏ها تاکید زیادی بر اصلاح سیستم‏عامل برای افزایش توان عملیاتی آن‏ها تا آخرین حد ممکن شده است. این برای ما توسعه‏دهندگان خوب هم هست چراکه اطلاعات خود را در فضای ابری ذخیره می‏کنیم؛ اما داستان به اینجا ختم نمی‏شود. تأخیر، یعنی فاصله زمانی که شما به کامپیوتر خود دستور انجام کاری را می‏دهید تا وقتی‏که واقعا آن را انجام دهد نیز تاثیر زیادی بر کارآیی می‏گذارد. آیا تا حالا گرفتار نشانگر موس توپی در مک شده‏اید؟ مثلا هنگامی‏که بر یک دکمه کلیک کرده یا سعی می‏کنید فایلی را بازکنید، نشانگر موس به دایره چرخانی بدل می‏شود که به یک توپ شباهت دارد. اپل در APFS تمام تلاش خود را به‌کار بسته تا از شر این نشانگرهای توپی راحت شود و سرعت پاسخگویی مک را بالا ببرد. در حقیقت برای کاهش تأخیر، پروسه‏ها را اولویت‏بندی می‏کنند.

اپل هر جا که ممکن بوده راهی برای بهبود کارآیی پیداکرده است. به‏ عنوان‏ مثال، محافظت از کامپیوتر در مقابل کرش کردن را در نظر بگیرید. +HFS برای این نوع از محافظت از یادداشت کردن وقایع استفاده می‏کند. از تغییراتی که هنوز در سیستم فایل اعمال نشده‏اند لاگ تهیه‏ کرده و نگهداری می‏کند. متأسفانه این روش بار کاری اضافی برای کامپیوتر به همراه دارد. این‌گونه فایل‏های لاگ همیشه در حال نوشته و خوانده شدن هستند. APFS روش قبلی را با روش جدید Copy-on-write شمای متادیتای فایل‏ها جایگزین می‏کند که روش بسیار بهینه‏تری است. درروش Copy-on-write که در Microsoft SQL Server هم از آن استفاده می‏شود، تنها درصورتی ‏که در فایل‏ها تغییر ایجاد شود یک نسخه جدید از آن‏ها تولید خواهد شد و در غیر این صورت منابع بین کپی‏های متفاوت از فایل به اشتراک گذاشته خواهد شد.

امنیت در APFS

اپل به‏شدت به حریم شخصی کاربرانش اهمیت می‏دهد. محافظت آن‏ها از حریم خصوصی کاربرانشان باعث شده است که گاهی با دولت و نهادهایی که می‏خواهند اطلاعات کاربران را بررسی کنند نیز درگیر شود. اپل با APFS نیز به لطف امکانات رمزگذاری جدید، حریم خصوصی کاربرانش را بسیار جدی می‏گیرد. شمای فعلی رمزگذاری اپل FileVault نامیده می‏شود. با فعال کردن این قابلیت، مک تمام هارد درایوتان را رمزگذاری می‏کند. اطلاعات رمزگذاری شده برای هر کاری نامفهوم خواهد بود، مگر اینکه رمز عبور یا کلید موردنیاز برای رمزگشایی را در اختیار داشته باشید. مشکل اینجاست که FileVault تمام یک درایو را تحت حفاظت خود درمی‏آورد. پس به ‏محض اینکه قفل آن را بازکنید، اطلاعات شما آسیب‏پذیر خواهد بود. APFS همچنان قادر به رمزگذاری یک درایو کامل است، اما می‏تواند فایل‏های جداگانه یا متادیتا را هم به کمک کلیدهای تکی یا چندگانه رمزگذاری کند. به‏این‏ترتیب حساس‏ترین اطلاعات شما نیز از امنیت بالایی برخوردار خواهند بود.

یکی دیگر از قابلیت‏های جالب APFS پشتیبانی از اسنپ‏شات است. اسنپ‏شات نوعی از بک‏آپ است که تنها به محل اصلی فایل اشاره می‏کند. زمان لازم برای بک‏آپ‌گیری با حجم اطلاعات نسبت مستقیم دارد؛ در هنگام گرفتن بک‏آپ نیز سیستم به عبارتی غیر قابل‏استفاده می‏شود، چراکه نباید در فایل‏ها تغییر ایجاد شود. پس بک‏آپ معمولی چندان در سازمان‏ها و سیستم‏های پرکاربر مناسب نیست. به همین علت از اسنپ‏شات‏ها به ‏وفور در بک‏آپ‏های سازمانی استفاده می‏شود، اما تابه‏حال آن را در مک ندیده بودیم. یک اسنپ‏شات شامل اشاره‏گرهایی به اطلاعات ذخیره‏شده در دیسک شما است و دسترسی سریع به اطلاعات سیستم را ممکن می‏کند. توجه کنید که اسنپ‏شات تنها اشاره‏گر است و اصل اطلاعات را در خود جای نداده، به همین علت حجم پایینی دارد.

چگونه APFS را دریافت کنیم؟

اگر آی‌فون یا آی‏پد خود را به iOS ۱۰.۳ آپدیت کرده‏اید، تا الان سیستم فایل شما تغییر کرده است و لازم نیست کار دیگری انجام دهید؛ اما اگر کاربر مک باشید، فعلا کاری جز صبر نمی‏توانید انجام دهید. APFS در مک فعلا تنها در اختیار توسعه‏دهندگان قرارگرفته است؛ اما به‌زودی به‏صورت عمومی برای مک هم عرضه خواهد شد و اپل قول داده است که هرگاه زمان آن برسد مثل آی‌فون و آی‏پد، کاربران متوجه تغییر سیستم فایل نشوند. هرگاه که زمان مناسب بود، قبل از انجام هر کار اساسی از مک خود بک‏آپ تهیه کنید. اگر هنوز در آی‏پد یا آی‌فون خود نیز iOS ۱۰.۳ را نصب نکرده‏اید از آن‏هم بک‏آپ تهیه کنید. تکنولوژی APFS بسیار پیچیده‏تر ازآنچه امروز توضیح دادیم است؛ اما حالا به دید کلی درباره این سیستم فایل رسیدید و علت هیجان ما را درک می‏کنید. امیدواریم که شما هم هیجان‏زده باشید. APFS به‏روزرسانی‏های زیرپوستی در iOS ۱۰.۳ انجام می‏دهد که چندان بر نحوه کار فعلی دستگاه‏های اپل تاثیر نمی‏گذارند، اما راه را برای تکنولوژی‏های آینده هموار می‏کند.