O que exatamente é um sistema de arquivos? [EXPLICADO]

Todos os arquivos em seu sistema são armazenados no disco rígido ou em outros dispositivos de armazenamento. É necessário um sistema para armazenar esses arquivos de forma organizada. Isso é o que um sistema de arquivos faz. Um sistema de arquivos é uma forma de segregar os dados na unidade e armazená-los como arquivos separados. Todas as informações sobre um arquivo - seu nome, tipo, permissões e outros atributos são armazenadas no sistema de arquivos. O sistema de arquivos mantém um índice da localização de cada arquivo. Dessa forma, o sistema operacional não precisa percorrer todo o disco para localizar um arquivo.

Existem diferentes tipos de sistemas de arquivos. Seu sistema operacional e o sistema de arquivos devem ser compatíveis. Só então o SO será capaz de exibir o conteúdo do sistema de arquivos e realizar outras operações nos arquivos. Caso contrário, você não poderá usar esse sistema de arquivos específico. Uma correção seria instalar um driver de sistema de arquivos para oferecer suporte ao sistema de arquivos.

O que exatamente é um sistema de arquivos?

Um sistema de arquivos nada mais é que um banco de dados que informa a localização física dos dados no dispositivo de armazenamento. Os arquivos são organizados em pastas também chamadas de diretórios. Cada diretório possui um ou mais subdiretórios que armazenam arquivos agrupados com base em alguns critérios.

Onde houver dados em um computador, é obrigatório ter um sistema de arquivos. Portanto, todos os computadores possuem um sistema de arquivos.

Por que existem tantos sistemas de arquivos

Existem muitos tipos de sistemas de arquivos. Eles diferem em vários aspectos, como a forma como organizam os dados, a velocidade, recursos adicionais, etc... Alguns sistemas de arquivos são mais adequado para unidades que armazenam uma pequena quantidade de dados, enquanto outras têm a capacidade de suportar grandes quantidades de dados. Alguns sistemas de arquivos são mais seguros. Se um sistema de arquivos for seguro e robusto, pode não ser o mais rápido. Seria difícil encontrar todos os melhores recursos em um sistema de arquivos.

Portanto, não faria sentido encontrar o ‘melhor sistema de arquivos’. Cada sistema de arquivos é feito para uma finalidade diferente e, portanto, tem um conjunto diferente de recursos. Ao desenvolver um sistema operacional, os desenvolvedores também trabalham na construção de um sistema de arquivos para o SO. Microsoft, Apple e Linux têm seus próprios sistemas de arquivos. É mais fácil dimensionar um novo sistema de arquivos para um dispositivo de armazenamento maior. Os sistemas de arquivos estão evoluindo e, portanto, os sistemas de arquivos mais novos exibem recursos melhores do que os mais antigos.

Projetar um sistema de arquivos não é uma tarefa simples. Muita pesquisa e trabalho de cabeça vão para isso. Um sistema de arquivos define como os metadados são armazenados, como os arquivos são organizados e indexados e muito mais. Existem várias maneiras de fazer isso. Portanto, com qualquer sistema de arquivos, sempre há espaço para melhorias - uma maneira melhor ou mais eficiente de realizar atividades relacionadas ao armazenamento de arquivos.

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Sistemas de arquivos - uma visão detalhada

Vamos agora mergulhar mais fundo para entender como funcionam os sistemas de arquivos. Um dispositivo de armazenamento é dividido em porções chamadas setores. Todos os arquivos são armazenados nesses setores. O sistema de arquivos detecta o tamanho do arquivo e o coloca em uma posição adequada no dispositivo de armazenamento. Os setores livres são rotulados como "não utilizados". O sistema de arquivos identifica os setores que estão livres e atribui arquivos a esses setores.

Depois de um certo ponto no tempo, quando muitas operações de leitura e gravação foram realizadas, o dispositivo de armazenamento passa por um processo denominado fragmentação. Isso não pode ser evitado, mas precisa ser verificado para manter a eficiência do sistema. A desfragmentação é o processo reverso, usado para corrigir os problemas causados ​​pela fragmentação. Ferramentas de desfragmentação gratuitas estão disponíveis para o mesmo.

Organizar arquivos em diretórios e pastas ajuda a eliminar a anomalia de nomenclatura. Sem pastas, seria impossível ter 2 arquivos com o mesmo nome. Pesquisar e recuperar arquivos também é mais fácil em um ambiente organizado.

O sistema de arquivos armazena informações importantes sobre o arquivo - nome do arquivo, tamanho do arquivo, localização do arquivo, tamanho do setor, diretório ao qual pertence, detalhes dos fragmentos, etc.

Sistemas de arquivos comuns

1. NTFS

NTFS significa New Technology File System. A Microsoft lançou o sistema de arquivos no ano de 1993. A maioria das versões do sistema operacional Windows - Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows 8 e Windows 10 usam o NTFS.

Verificar se uma unidade está formatada como NTFS

Antes de configurar um sistema de arquivos em uma unidade, ele deve ser formatado. Isso significa que uma partição da unidade é selecionada e todos os dados nela contidos são apagados para que o sistema de arquivos possa ser configurado. Existem algumas maneiras de verificar se o disco rígido está usando NTFS ou qualquer outro sistema de arquivos.

• Se você abrir 'Gerenciamento de Disco' no Windows (localizado no Painel de Controle), você pode descobrir que o sistema de arquivos é especificado com detalhes adicionais sobre a unidade.
• Ou você também pode clicar com o botão direito do mouse na unidade diretamente do Windows Explorer. Vá para o menu suspenso e selecione ‘propriedades’. Você encontrará o tipo de sistema de arquivo mencionado lá.

Características do NTFS

O NTFS é capaz de suportar discos rígidos de tamanhos grandes - até 16 EB. Arquivos individuais de tamanho de até 256 TB podem ser armazenados.

Existe um recurso chamado NTFS Transacional. Os aplicativos criados com esse recurso falham totalmente ou são totalmente bem-sucedidos. Isso ajuda a mitigar o risco de certas alterações funcionarem bem, enquanto outras alterações não funcionam. Qualquer transação realizada pelo desenvolvedor é atômica.

NTFS tem um recurso chamado Serviço de cópia de sombra de volume. O sistema operacional e outras ferramentas de backup de software usam esse recurso para fazer backup de arquivos que estão em uso.

O NTFS pode ser descrito como um sistema de arquivos com registro em diário. Antes que as alterações do sistema sejam realizadas, um registro disso é feito em um log. No caso de uma nova mudança resultar em falha antes de ser confirmada, o log torna mais fácil reverter ao estado anterior.

EFS - Encryption File System é um recurso em que a criptografia é fornecida para arquivos e pastas individuais.

No NTFS, o administrador tem o direito de definir cotas de uso de disco. Isso garantirá que todos os usuários tenham acesso igual ao espaço de armazenamento compartilhado e nenhum usuário ocupe muito espaço em uma unidade de rede.

2. GORDURA

FAT significa Tabela de Alocação de Arquivos. A Microsoft criou o sistema de arquivos no ano de 1977. GORDURA era usado no MS-DOS e em outras versões antigas do sistema operacional Windows. Hoje, o NTFS é o principal sistema de arquivos no sistema operacional Windows. No entanto, o FAT ainda é uma versão com suporte.

O FAT evoluiu com o tempo para oferecer suporte a discos rígidos com arquivos grandes.

As diferentes versões do sistema de arquivos FAT

FAT12

Introduzido em 1980, o FAT12 foi amplamente usado no Microsoft Oss até o MS-DOS 4.0. Os disquetes ainda usam FAT12. No FAT12, os nomes dos arquivos não podem exceder 8 caracteres, enquanto para extensões, o limite é de 3 caracteres. Muitos atributos de arquivo importantes que usamos hoje foram introduzidos pela primeira vez nesta versão do FAT - rótulo de volume, oculto, sistema, somente leitura.

FAT16

A Tabela de alocação de arquivos de 16 bits foi lançada pela primeira vez em 1984 e era usada em sistemas DOS até a versão 6.22.

FAT32

Introduzido em 1996, é a versão mais recente do FAT. Ele pode suportar unidades de 2 TB (e até 16 KB com clusters de 64 KB).

ExFAT

EXFAT significa Extended File Allocation Table. Novamente, criado pela Microsoft e introduzido em 2006, não pode ser considerado como a próxima versão do FAT. Destina-se ao uso em dispositivos portáteis - drives flash, cartões SDHC, etc... Esta versão do FAT é compatível com todas as versões do sistema operacional Windows. Até 2.796.202 arquivos podem ser armazenados por diretório e os nomes de arquivo podem conter até 255 caracteres.

Outros sistemas de arquivos comumente usados ​​são

• HFS +
• Btrfs
• Troca
• Ext2 / Ext3 / Ext4 (sistemas Linux)
• UDF
• GFS

Você pode alternar entre os sistemas de arquivos?

Uma partição de uma unidade é formatada com um sistema de arquivos específico. Converter a partição em um tipo diferente de sistema de arquivos pode ser possível, mas não é aconselhável. É uma opção melhor copiar dados importantes da partição para um dispositivo diferente.

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Certos atributos, como criptografia de arquivo, cotas de disco, permissão de objeto, compactação de arquivo e atributo de arquivo indexado, estão disponíveis apenas em NTFS. Esses atributos não são suportados no FAT. Portanto, alternar entre sistemas de arquivos como esses apresenta certos riscos. Se um arquivo criptografado do NTFS for colocado em um espaço formatado em FAT, o arquivo não terá mais criptografia. Ele perde suas restrições de acesso e pode ser acessado por qualquer pessoa. Da mesma forma, um arquivo compactado de um volume NTFS será descompactado automaticamente quando colocado em um volume formatado em FAT.

Resumo

• Um sistema de arquivos é um local para armazenar arquivos e atributos de arquivos. É uma forma de organizar os arquivos do sistema. Isso ajuda o sistema operacional na busca e recuperação de arquivos.
• Existem diferentes tipos de sistemas de arquivos. Cada SO tem seu próprio sistema de arquivos que vem pré-instalado com o SO.
• É possível alternar entre os sistemas de arquivos. No entanto, se os recursos do sistema de arquivos anterior não forem suportados no novo sistema, todos os arquivos perderão os recursos antigos. Portanto, não é recomendado.