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O que é um sistema de ficheiros?

Num meio de armazenamento de dados em massa, a forma de organização dos mesmos é pelo sistema de ficheiros que é frequentemente feito em HDD’s e SSD’s.

Essa organização assemelha-se a uma biblioteca escolar, onde o sistema operativo seria o bibliotecário da “biblioteca de dados” do computador. Exatamente igual à organização de uma biblioteca, o sistema operativo guarda os dados nos espaços vazios do disco, etiquetando-os com um FCB (File Control Block) e ainda cria uma lista com a posição deste dado, chamada de MFT (Master File Table). Sabendo a posição do ficheiro a ser aberto/gravado, o sistema operativo solicita a leitura deste, decodifica/codifica e realiza a abertura/gravação do dado.

Um sistema de ficheiro é uma forma de criar uma estrutura lógica de acesso a dados numa partição. Sendo assim, também é importante referir que nunca poderá ter dois ou mais tipos de sistemas de ficheiros (formatos) numa mesma partição.

Sistemas de Ficheiros Suportados pelo Windows 10




O Windows 10 suporta vários sistemas de ficheiros, tais como o Fat32, o exFAT, o NTFS e o ReFS.

Fat32




FAT quer dizer “File Allocation Table” e é um dos mais antigos sistemas de ficheiros ainda em utilização hoje em dia. O número depois de ‘FAT’ indica o número de bits que é utilizado na tabela de alocação de ficheiros. O Fat32 permite a gravação de ficheiros com um máximo 4 GB.

exFAT




O sistema de ficheiros exFAT, ou Extended FAT, também desenvolvido pela Microsoft, foi pensado para minimizar as limitações do FAT32. A grande vantagem do sistema exFAT é a possibilidade de se utilizarem ficheiros com mais de 4TB. O exFAT foi lançado em 2006 e permite também a utilização de ficheiros que ocupem um máximo de 16TB.

NTFS



Ntfs é um sistema de ficheiros que o Windows NT operating system usa para armazenar e recuperar ficheiros num hard disk.


Contudo, o NTFS oferece um leque de melhorias em relação ao FAT and HPFS em termos de performance, extensibilidade e segurança.

Agora umas características notáveis que o NTFS inclui:

  • Usa um esquema de diretório b-tree, para acompanhar ficheiros clusters;
  • Toda a informação de um file cluster e outra data é armazenado em cada cluster;
  • Suporta grandes ficheiros, e também para ficheiros de nomes;
  • Tem uma access control list (ACL) que deixa um servidor administrador controlar quem tem acesso a certos ficheiros;
  • Compressão de ficheiros integrada;
  • Suporta nomes baseados em Unicode;
  • Segurança de dados em discos removíveis e fixos.



O NTFS funciona da seguinte maneira:

Quando um hard disk é formatado, ele é dividido em partições do espaço total do hard disk, dentro de cada partição, o sistema operacional acompanha todos os ficheiros armazenados por esse sistema operacional.

Cada Ficheiro é armazenado no disco rígido ou em mais que um mais clusters, ou espaços de disco, num tamanho uniforme predefinido.

Usando o NTFS, o alcance do tamanho dos clusters está entre os 512 bytes ate 64 kb.

A seleção do tamanho do cluster é um trade-off entre o uso eficiente do espaço em disco e o número de acessos de disco necessários para chegar a um ficheiro.

Em geral, ao usar o NTFS, quanto maior o disco rígido, maior o tamanho do cluster padrão, uma vez que se presume que um usuário do sistema preferirá aumentar o desempenho (menos acessos no disco) à custa de alguma quantidade de ineficiência espacial.

Quando um ficheiro é criado usando NTFS, um registro sobre o ficheiro é criado em um ficheiro especial, chamado, a tabela de arquivos mestre (MFT).

O registro é usado para localizar os clusters possivelmente dispersos de um ficheiro, o NTFS tenta encontrar um espaço de armazenamento chegado que contenha todo o arquivo (todos os seus clusters).

ReFS

Acrónimo para “Resilient File System” ou em português “Sistema de Ficheiros Resiliente”, criado com código do sistema de ficheiro NTFS.  O ReFS foi originalmente introduzido no Windows Server 2012, este foi concebido para maximizar a disponibilidade de dados, efetuar o dimensionamento eficiente para conjuntos de dados de grandes dimensões em várias cargas de trabalho, fornecer a integridade dos dados através da resiliência aos danos.

O ReFS é mais moderno do que o NTFS e suporta volumes muito maiores e nomes de ficheiros mais longos. No sistema de ficheiros NTFS, os caminhos dos ficheiros estão limitados a 255 caracteres. Com o ReFS, um nome pode ter até 32768 caracteres. Embora o Windows 10 permita desativar esse limite para o NTFS, com o ReFS o limite praticamente não existe.


Outra característica é que o NTFS tem um tamanho de disco teórico de 16 exabytes, enquanto o ReFS tem um tamanho máximo teórico de 262144 exabytes.

Ainda não é possível mudar de NTFS para ReFS. O Windows não pode inicializar um sistema de ficheiros como ReFS, necessitando do NTFS. O ReFS também omite outros recursos que o NTFS inclui, incluindo a compressão e criptografia do sistema de ficheiros, links rígidos, atributos e quotas de disco.

Não se está certo sobre o futuro do ReFS. A Microsoft pode melhorá-lo um dia e até substituir completamente o NTFS em todas as versões do Windows. Mas, por enquanto, o ReFS só pode ser usado para tarefas específicas.


André Filipe

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