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Sistemas de Arquivos FAT x NTFS

Aula Ministrada para o curso técnico em Informática na escola SENAI Vilhena - RO

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FAT
    Sistemas de Arquivos

                    NTFS
Cleber Ramos      Sistemas Operacionais
FAT x NTFS
O que é ?
Para que serve?
Quem Criou?
• Muitos usuários de Windows já ouviram falar em
  partições FAT ou FAT32 sem saber ao certo o que
  isso significa.

• Essas são siglas de sistemas de arquivos para o
  Windows.

• Para este mesmo sistema operacional, há
  também o sistema de arquivos NTFS.
• Todas as aplicações precisam armazenar e
  recuperar informações. O espaço de
  endereçamento virtual pode ser pequeno
  demais para aplicações.

• Além disso, as informações mantidas na
  memória são perdidas com o término do
  processo e múltiplos processos não acessam a
  mesma informação ao mesmo tempo.
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  quando for removida explicitamente.

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O que é um sistema de arquivos?

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  arquivos devem ser gravados e guardados em
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• Através do sistema de arquivos, é que se
  determina o espaço utilizado no disco, além de
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Sistemas de Arquivos FAT x NTFS

  • 1. FAT Sistemas de Arquivos NTFS Cleber Ramos Sistemas Operacionais
  • 2. FAT x NTFS O que é ? Para que serve? Quem Criou?
  • 3. • Muitos usuários de Windows já ouviram falar em partições FAT ou FAT32 sem saber ao certo o que isso significa. • Essas são siglas de sistemas de arquivos para o Windows. • Para este mesmo sistema operacional, há também o sistema de arquivos NTFS.
  • 4. • Todas as aplicações precisam armazenar e recuperar informações. O espaço de endereçamento virtual pode ser pequeno demais para aplicações. • Além disso, as informações mantidas na memória são perdidas com o término do processo e múltiplos processos não acessam a mesma informação ao mesmo tempo.
  • 5. • A solução para armazenar a informação em discos é criar arquivos. A informação deve ser persistente, ou seja, um arquivo desaparecerá quando for removida explicitamente. • O sistema de arquivos (parte do SO) é responsável pelo modo como são estruturados, nomeados acessados, usados, protegidos e implementados.
  • 6. O que é um sistema de arquivos? • Não é possível gravar dados num HD ou num Pen drive sem um sistema de arquivos, que é, basicamente, uma estrutura que indica como os arquivos devem ser gravados e guardados em mídias. • Através do sistema de arquivos, é que se determina o espaço utilizado no disco, além de ser o método que permite gerenciar como partes de um arquivo podem ficar "espalhadas" no dispositivo de armazenamento.
  • 7. • Um sistema de arquivos é uma estrutura global na qual os arquivos são nomeados, armazenados e organizados. • Memória de massa: Nome genérico para qualquer dispositivo capaz de armazenar dados para uso posterior. Ex: disquete, discos rígidos, cd-rom, SSD. • Os dados são armazenados em forma de arquivos e a maneira com que os arquivos são armazenados e manipulados dentro de um sistema de memória de massa varia de acordo com o Sistema Operacional.
  • 8. Um outro detalhe importante: • É o sistema de arquivos que determina como arquivos podem ser gravados, copiados, alterados, nomeados e até apagados. • Ou seja, toda e qualquer manipulação de dados numa mídia necessita de um sistema de arquivos para que essas ações sejam possíveis. • Se não houver estrutura de armazenamento e manipulação é impossível gravar dados.
  • 9. • As regras exatas para nomear um arquivo variam de sistema para sistema. Muitos sistemas permitem nomes com até 255 caracteres permitindo dígitos e caracteres especiais. • A extensão do arquivo é separada do nome através de um “." (ponto).
  • 10. O que é FAT? • FAT é a sigla para File Allocation Table (ou tabela de alocação de arquivos). • Trata-se de um sistema que funciona através de uma espécie de tabela que contém indicações para onde estão as informações de cada arquivo. • Quando um arquivo é salvo em um pen drive por exemplo, o FAT divide a área do disco em pequenos blocos. Assim, um arquivo pode e ocupa vários blocos, mas eles não precisam estar numa sequência. • Os blocos de determinados arquivos podem estar em várias posições diferentes. Daí a necessidade de uma tabela para indicar cada bloco.
  • 11. Surgimento O primeiro FAT surgiu em 1977, para funcionar com a primeira versão do DOS. Trata-se de um sistema que funciona através de uma espécie de tabela que contém indicações para onde estão as informações de cada arquivo.
  • 12. • Com o surgimento de dispositivos de armazenamento com mais capacidade e mais sofisticados, o sistema FAT foi ganhando alterações (identificadas pelos nomes FAT12 e FAT16). • Isso foi necessário porque o FAT era limitado a determinada capacidade de armazenamento. Por exemplo, ele só operava com tamanho máximo de 2 GB. • Assim, num disco de 5 GB, seria necessário dividi-lo em 3 partições. • Fora o fato de que o FAT apresentava problemas com informações acima de 512 MB.
  • 13. • Diante de tantos problemas, em 1996, a Microsoft lançou um novo FAT: o FAT32, que é compatível com os Windows 95/98/Me/2000 e XP (apesar destes dois últimos terem um sistema de arquivos mais avançado, o NTFS).
  • 14. RESUMINDO • Mapa de utilização do disco • Julho 1987 (MS-DOS 4.0) • Graças à ela o sistema operacional é capaz de saber onde exatamente no disco um determinado arquivo está armazenado. • FAT16 = 216 = 65.536 posições x 512 bytes = 33.554.432 bytes = 32 MB • Limite de 512 arquivos e ou pastas no diretório • Tamanho máximo arquivo – 2 GB
  • 15. Funcionamento do sistema FAT • Ao trabalharmos com HDs é necessário prepará-los, fazendo uma formatação física. • Este processo, divide os discos em trilhas (uma espécie de caminho circular) e setores (subdivisões de cada trilha, com geralmente 512 bytes). • Um conjunto de trilhas recebe o nome de cilindro. • A formatação física já vem de fábrica e pode ser alterada se o usuário quiser dividir o disco em partições. • Depois deve-se fazer uma formatação lógica, que nada mais é do que "instalar" o sistema de arquivos no dispositivo de armazenamento.
  • 16. • O sistema de arquivos FAT não trabalha diretamente com cada setor, mas sim com um grupo de setores. Esse grupo é chamado de cluster (ou unidade de alocação). • Se por exemplo, um disco com setor de 512 bytes, tiver 5 KB de tamanho, ele terá 10 setores e 5 clusters, se cada cluster ocupar dois setores. • Sendo assim, quando o FAT precisar acessar um determinado setor, primeiro ele descobre em qual cluster ele se encontra.
  • 17. REVENDO.. • O FAT não trabalha com setores, mas sim com unidades de alocação chamadas clusters, que são conjuntos de setores. • O tamanho do cluster é definido automaticamente pelo Sistema Operacional quando o disco é formatado. • Tamanho do Cluster – Múltiplos de 2.
  • 18. Tamanho de cluster • O sistema FAT exige que cada cluster do disco seja usado somente para um único arquivo, ou seja, num mesmo cluster, não pode haver informações sobre mais de um arquivo. • Isso pode até parecer óbvio, mas gera um problema: desperdício. • Para mostrar isso, vamos supor que desejamos guardar num disquete um arquivo de 5 KB. • Imaginemos que este disquete tenha 8 KB de espaço e dois clusters de 4 KB. • Um cluster ocuparia 4 KB do arquivo, enquanto o outro cluster ocuparia apenas 1 KB. • Como o cluster só pode trabalhar com um arquivo, haveria desperdício de 3 KB. Vamos imaginar agora que em vez de termos clusters com 4 KB, teremos clusters com 2 KB. Assim, 3 cluster seriam usados, sendo que um ainda apresentaria desperdício de 1 KB. No entanto, sobrou um cluster com 2 KB, que pode ser usado por outro arquivo.
  • 19. • Percebe-se com isso que o tamanho do cluster deve ser o máximo que o FAT consegue manipular. Aliás, a principal diferença entre FAT e FAT 32, é que este último consegue trabalhar com um número maior de clusters.
  • 20. Diferenças entre FAT e FAT32 • O sistema FAT (ou FAT16) consegue trabalhar com 65536 clusters. • Esse número é obtido elevando o número 2 a 16 (daí a terminologia FAT16). • Mas, na verdade, o sistema FAT16 usa apenas 65525 clusters por disco (ou partição). • É importante frisar que o tamanho do cluster deve obedecer também uma potência de 2: 2 KB, 4 KB, 8 KB, 16 KB e 32 KB, ou seja, não é possível ter cluster de 5 KB, 7 KB, etc. • O tamanho dos clusters no sistema FAT também é uma potência de 2. O limite máximo de tamanho para uma partição em FAT16 é de 2 GB (correspondente a 2 elevado a 16).
  • 21. Quanto maior o tamanho do cluster, mais o desperdício de espaço. Quanto mais clusters existir, mais demorado será o uso do sistema de arquivos.
  • 22. Tamanho padrão de clusters de FAT para volumes do sistema de arquivos do Windows Server 2003
  • 23. • Apesar de que é possível determinar o tamanho do cluster do FAT32 também por programas de terceiros, com o Partition Magic (não é possível ter clusters de diferentes tamanhos). • O tamanho máximo da partição em FAT32 é de 2 TB.
  • 24. Introdução ao FAT32 • O FAT32 (File Allocation Table ou Tabela de Alocação de Arquivos) é um sistema de arquivos que organiza e gerencia o acesso a arquivos em HDs e outras mídias. • Criado em 1997 pela Microsoft para substituir o FAT16 usado pelo MS-DOS e com uma série de limitações. • O FAT32 foi implementado nos sistemas Windows 95 , Windows 98 e Millennium e ainda possui compatibilidade com os sistemas Windows 2000 e Windows XP, que utilizam um sistema de arquivos mais moderno, o NTFS, que foi continuado, sendo usado também nos sistemas Windows Vista, Windows 7 e Windows Server 2008 .
  • 25. Mas o que é ? e o Funcionamento? • A tabela de alocação de arquivos (FAT) é uma estrutura de dados que o Windows cria após a formatação física de uma unidade. • Esta tabela guarda informações sobre a localização de cada arquivo dentro da unidade física para que elas possam ser salvas, recuperadas, alteradas ou deletadas posteriormente. • Elas são armazenadas em blocos dispostos em diferentes posições do disco, justificando a necessidade de uma tabela que aponte para cada um destes blocos. • Em resumo, para todo o tipo de acesso a dados em uma mídia, é necessário um sistema de arquivos para realizar tais ações. Sem uma estrutura de armazenamento de dados como o FAT32, nenhum procedimento de acesso a disco é possível.
  • 26. • Uma explicação básica do que seria FAT. • Esses dígitos significam como o Windows armazena os arquivos no HD (Hard Disk) , de que modo eles armazenam, no FAT 16 o Windows adota 16 bits para endereçar os dados para o HD. • Então quantos bits usa o FAT 32? • O FAT32 adota 28 bits. • já acharam que seria 32 não é?
  • 27. Sabe-se que quanto menor um cluster, menor o desperdício. • No entanto, isso aumenta a quantidade de clusters, e quanto mais clusters existir, mais demorado será o uso do sistema de arquivos. • Portanto, usar tamanho de clusters com 8 KB, pode ser uma boa ideia, já que esse valor consegue gerar um equilíbrio. • No entanto, deve-se considerar vários outros aspectos técnicos para se definir o tamanho do cluster. Isso deixa claro que esta operação é voltada a usuários experientes.
  • 28. Para definir o tamanho do cluster • Pode-se usar programas de terceiros ou usar um recurso não documentado pela Microsoft do comando FORMAT. Para deixar o tamanho do cluster com 8 KB, digite no DOS: • FORMAT C: /Z:16 nem sonhe em fazer isso ai no PC; • O número 16 é usado porque 16 x 512 bytes = 8 KB. Se em vez de 16, fosse usado 32, o cluster teria 16 KB (32 x 512 bytes = 16 KB).
  • 29. O que é VFAT • VFAT é a sigla para (Virtual File Allocation Table). Trata-se de um sistema introduzido no Windows 95. • Ele possui as mesmas características do sistema FAT, mas pode suportar nome de arquivos longos. • O sistema de arquivos FAT só trabalha com nomes no estilo 8.3 (8 caracteres para o nome e 3 para a extensão, como "palavras.txt"). • Com o VFAT, é possível ter nomes de arquivos com até 256 caracteres mais 3 para a extensão. O sistema FAT32 herdou todas as características do VFAT.
  • 30. Vantagens FAT 32 • Com o FAT32, o desperdício em disco foi sensivelmente reduzido. • O FAT16, seu antecessor, utilizava clusters de até 64 KB enquanto o FAT32 pode utilizar clusters de 4 KB. • Se um arquivo ocupa 4 KB de espaço, tanto no FAT16 como no FAT32 a ocupação será de 1 cluster porém o FAT16 tem grande perda.
  • 31. Vantagens FAT 32 • O FAT32 é mais confiável, pois ele consegue posicionar o diretório principal em qualquer lugar do disco. • Nos sistemas FAT antigos, havia uma limitação no número de entradas que podiam ser alocadas no diretório principal (512 arquivos e/ou pastas). Não há essa limitação no FAT32.
  • 32. • Suporta arquivos de até 4 GB e o nome dos arquivos passou de 8 para 256 caracteres e superou o antigo limite de 3 caracteres para a extensão, embora este padrão ainda seja largamente utilizado.
  • 33. DESVANTAGENS FAT 32 • O FAT32 é cerca de 6% mais lento que o sistema FAT16. Como o tamanho do cluster é menor, existirão mais clusters no disco tornando um pouco mais demorado o armazenamento de dados. • Não é possível limitar o acesso de determinados arquivos a determinados usuários. • O FAT32 tem apenas as mesmas quatro permissões que existiam desde o MS-DOS (Somente Leitura, Sistema, Oculto e Arquivo).
  • 34. • Um outro problema da FAT32 é a "incompatibilidade" com sistemas antigos. • FAT 32 não suporta arquivos com mais de 4 GB. • Você não pode criar uma partição FAT32 maior do que 32GB.
  • 35. Revisão FAT • FAT Um sistema de arquivos é a estrutura usada pelo computador para organizar dados em um disco rígido. Se você está instalando um novo disco rígido, é necessário particionar e formatar esse disco usando um sistema de arquivos antes de começar a armazenar dados ou programas. • No Windows, as três opções de sistemas de arquivos disponíveis são NTFS, FAT32 e o antigo e raramente usado FAT (também conhecido como FAT16).
  • 36. Quando usar FAT? • O principal motivo para se usar FAT32 é quando se tem um computador que algumas vezes executa Windows 95, Windows 98 ou Windows Millennium Edition.
  • 37. Vamos ver agora um pouco sobre! NTFS New Technology File System
  • 38. NTFS O NTFS foi desenvolvido quando a Microsoft decidiu criar o Windows NT: como o WinNT deveria ser um sistema operacional mais completo e confiável, o FAT não servia como sistema de arquivos por causa de suas limitações e falta de recursos.
  • 39. • O NTFS foi desenvolvido e muitos até hoje pensam que ele é um sistema de arquivos inteiramente desenvolvido pela Microsoft, o que não é verdade. • Seu projeto foi baseado nas análises das necessidades do novo sistema operacional, mas seus conceitos funcionais foram "herdados" do sistema de arquivos HPFS (High Performance File System).
  • 40. Um sistema operacional muito conhecido nesta época era o OS/2, um projeto realizado em conjunto entre a Microsoft e a IBM. Ambas as empresas estavam tentando criar um sistema operacional de grande sucesso, cujo apelo principal seria a capacidade gráfica (lembre-se que naquela época, era muito maior o uso de sistemas operacionais baseados em linha de comando, como o DOS).
  • 41. • O OS/2 de fato continha inovações tecnológicas, mas esbarrava nos quesitos suporte e marketing. • Fora isso, a IBM e a Microsoft começaram a se desentender e a empresa de Bill Gates decidiu abandonar o projeto e se dedicar ao desenvolvimento do Windows NT.
  • 42. • No entanto, a Microsoft acabou levando consigo muitos conceitos funcionais do sistema de arquivos do OS/2, o HPFS. • É claro que tais conceitos foram essenciais para a criação do NTFS, o que fez com muitos pensassem que a Microsoft passou um golpe na IBM. • No entanto, este assunto não é o foco da nossa aula.
  • 43. RELEMBRANDO: Segundo informações do site Wikipédia • Na época, o que a empresa de Bill Gates queria era abocanhar uma fatia do mercado ocupada pelo Unix. Anteriormente, ela já havia tentado fazer isso em parceria com a IBM, lançando o OS/2- no entanto as duas empresas divergiam em certos pontos e acabaram quebrando a aliança. O OS/2 usava o sistema de arquivos HPFS (High Performance File System - Sistema de Arquivos de Alta Performance), cujos conceitos acabaram servindo de base ao NTFS.
  • 44. Prós • Aceita volumes acima de 4 GB; • O tamanho do arquivo é limitado apenas pelo tamanho do volume; • Aceita nomes de volumes de até 32 caracteres; • Oferece suporte a compactação, criptografia e indexação; • É um sistema de arquivos muito mais seguro que o FAT; • Permite políticas de segurança e gerenciamento; • Melhor desempenho, em geral; • Volumes NTFS podem se recuperar de um erro mais facilmente
  • 45. Prós • A capacidade de recuperar alguns erros de disco automaticamente, o que o FAT32 não faz. • Maior suporte para discos rígidos de maior capacidade. • Mais segurança, pois permite usar permissões e criptografia para restringir o acesso a determinados arquivos a usuários aprovados.
  • 46. • Se usado em uma mídia removível, ela pode se corromper mais facilmente; • Não é possível otimizar para remoção rápida; • Apenas versões a partir do NT 3.1 reconhecem volumes • Pode ser necessário drivers extra para acesso a plataformas não-Windows; • É mais lento que o FAT32, pois pelas diversas diretivas de segurança tanto de acesso quanto de leitura e gravação tornam a partição mais lenta que FAT32 que não possui nenhuma diretiva de segurança ou confiabilidade adequado.
  • 47. Quando acontece “falhas” • Em caso de falhas, como o desligamento repentino do computador, o NTFS é capaz de reverter os dados à condição anterior ao incidente. • Coisa que não era possível no FAT.
  • 48. • Isso é possível, em parte, porque, durante o processo de boot, o sistema operacional consulta um arquivo de log que registra todas as operações efetuadas e entra em ação ao identificar nele os pontos problemáticos.
  • 49. FUNCIONAMENTO • Conforme as características herdadas do HPFS, o NTFS trabalha de uma forma mais eficiente no gerenciamento do espaço de disco. • Isso porque as informações são armazenadas em uma base por setor do disco, em vez de utilizar clusters de múltiplos setores. • Essa forma de trabalho, traz várias vantagens, como menor necessidade de desfragmentação de disco e maior consistência de dados.
  • 50. • Isso porque essa arquitetura de dados por base em setor permite manter os dados próximos, ou seja, não espalhados pelo disco. • Até o gerenciamento de grandes quantidades de dados é beneficiado por esta característica, já que como acontecia com o FAT, trabalhar com clusters por setor, fazia do sistema de arquivos dependente de um número pré-determinado de setores.
  • 51. Quais as Vantagens do NTFS? • Log de recuperação de dados • Segurança • Compactação • Auditoria • Criptografia • Cota de Disco
  • 52. NTFS – New Technology File System
  • 53. Sistemas de arquivos suportados
  • 54. Partição de inicialização • A partição de inicialização contém o sistema operacional do Windows e seus arquivos de suporte. O partição de inicialização pode ser, mas não necessariamente, o mesmo que a partição do sistema. • Existirá uma, e apenas uma, partição do sistema, mas existirá uma partição de inicialização para cada sistema operacional em um sistema de inicialização múltipla. Observação Em discos dinâmicos, isso é conhecido como o volume de inicialização.
  • 55. Partição do Sistema • A partição do sistema se refere ao volume de disco que contém os arquivos específicos de hardware necessários para iniciar o Windows, como Ntldr, Boot.ini e Ntdetect.com. • A partição do sistema pode ser, mas não necessariamente, o mesmo volume que a partição de inicialização. Observação Em discos dinâmicos, isso é conhecido como o volume do sistema.
  • 56. Organizando um disco básico Partições primárias C: C: D: D: E: E: F: Partição estendida F: G com unidades H: lógicas Até quatro partições OU primárias Até três partições primárias e uma partição estendida com unidades lógicas
  • 57. Convertendo sistemas de arquivos De: Para: Windows XP NTFS no Windows Conversão não necessária Volume NTFS 2000 NTFS no Windows Conversão automática Volume NTFS NT durante a atualização Usando o comando FAT convert Volume NTFS Não há FAT conversão Volume NTFS
  • 58. O que são permissões? • As permissões definem o tipo de acesso concedido a um usuário, grupo ou computador em relação a um objeto • Você aplica permissões a objetos como arquivos, pastas, pastas compartilhadas e impressoras • Você atribui permissões a usuários e a grupos no Active Directory ou em um computador local
  • 59. Permissões NTFS de arquivos e pastas Permissões de arquivo Permissões de pasta Controle Total Controle Total Modificar Modificar Ler e Executar Ler e Executar Gravar Gravar Leitura Leitura Listar conteúdo da pasta http://support.microsoft.com/kb/308419/pt-br
  • 60. O que são permissões padrão e Permissões padrão especiais? Permissões especiais
  • 61. O que são as permissões efetivas em arquivos e pastas NTFS? • Permissões são cumulativas • Permissões de arquivo são diferentes de permissões de pasta • Negação substitui todas as permissões • Apropriar-se
  • 62. Discussão em classe: Aplicando permissões NTFS Grupo Usuários 1 Gravação para Pasta1 Partição NTFS Grupo Vendas Leitura para Pasta1 Pasta1 Grupo Usuários Grupo Usuários 2 Leitura para Pasta1 Grupo Vendas Arquivo1 Gravação para Usuário1 Pasta2 Pasta2 3 Grupo Usuários Modificação para Pasta1 Arquivo2 Arquivo2 deveria ser acessível apenas ao Grupo Vendas grupo Vendas e apenas com a permissão de Leitura
  • 63. O que é herança de permissões NTFS? Herdam permissões PastaA Leitura / Gravação PastaB Acesso à PastaB Impedem herança PastaA Leitura / PastaB Gravação Sem acesso à PastaB PastaC
  • 64. Efeitos nas permissões NTFS ao copiar e mover arquivos e pastas Copia Partição NTFS E: Partição NTFS Copiar C: Ou Mover Partição NTFS Mov D: e Quando você copia arquivos e pastas, eles herdam permissões da pasta de destino Quando você move arquivos e pastas dentro da mesma partição, eles retêm suas permissões Quando você move arquivos e pastas para uma outra partição, eles herdam as permissões da pasta de destino
  • 65. Permissões de pasta compartilhada Permissão Permite que o usuário: Leitura Exiba nomes de arquivo e de subpasta (Padrão, aplicada Exiba dados em arquivos e atributos ao grupo Todos) Execute arquivos de programa Alterar Adicione arquivos e subpastas (inclui todas as Altere dados em arquivos permissões de Leitura) Exclua subpastas e arquivos Inclua todas as permissões de Leitura e Alteração Controle Total Permita que você altere as permissões NTFS para pastas e arquivos
  • 66. O que são pastas compartilhadas? • Copiar uma pasta compartilhada – A pasta compartilhada original ainda é compartilhada, mas não a cópia da pasta • Mover uma pasta compartilhada – A pasta não é mais compartilhada • Ocultar uma pasta compartilhada – Inclua um $ depois do nome da pasta compartilhada – Usuários podem acessar uma pasta compartilhada oculta digitando o UNC. Por exemplo: servidorsegredos$
  • 67. Prática: Determinando as permissões NTFS e de pasta compartilhada efetiva Nesta prática, você vai: –Determinar permissões efetivas de NTFS –Determinar permissões de pasta compartilhada 1 Volume NTFS 2 Volume NTFS Grupo Usuários Grupo Vendas FC Usuários R Dados Usuário1 FC Usuário1 Grupo Vendas FC Vendas Usuário2 FC Usuário2 RH Usuário3 FC Usuário3 Pubs