O documento discute os sistemas de arquivos, que gerenciam a estrutura e o acesso a dados em dispositivos de armazenamento. Ele explora diferentes tipos de sistemas, como HFS, EXT4, FAT32, EXFAT e NTFS, destacando suas características e limitações. Além disso, são abordadas questões como alocação de espaço, fragmentação e compatibilidade com diferentes sistemas operacionais.

1. Sistemas de Arquivo
Gleison Tiago Alves de Brito1
1
Faculdade de Tecnologia – FATEC
Jales – SP – Brasil
gleison.brito@fatec.sp.gov.br
Resumo. Os sistemas de arquivos ´e a parte do SO respons´avel pelo geren-
ciamento dos arquivos (estrutura, identificac¸˜ao, acesso, utilizac¸˜ao, protec¸˜ao
e implementac¸˜ao). Ou seja, ´e um conjunto de tipos abstratos de dados
que s˜ao implementados para o armazenamento, a organizac¸˜ao hierarquica, a
manipulac¸˜ao, navegac¸˜ao, acesso e recuperac¸˜ao de dados.
1. O que ´e um sistema de arquivos?
Os sistemas de arquivos (do inglˆes, “filesystem”) podem ser entendidos como um tipo de
mediador, um “caminho intermedi´ario” entre as extens˜oes armazenadas por um dispos-
itivo e a unidade de armazenamento em si (como cart˜ao de mem´oria, pendrive ou HD).
Cada sistema de formatac¸˜ao conta com m´etodos de organizac¸˜ao de arquivos espec´ıficos, o
que determina, tamb´em, a forma como o acesso aos dados ser´a feita.. [VOLTOLINI 2016]
2. Cluster
Os sistemas de arquivos s˜ao compostos por grupos cont´ınuos de setores ou unidades
de alocac¸˜ao (clusters) – esta tecnologia, tamb´em, surgiu junto do lanc¸amento do FAT.
Uma unidade de alocac¸˜ao diz respeito ao menor espac¸o em disco que pode ser usado
para o armazenamento de um arquivo. Se uma extens˜ao pequena for armazenada em
uma unidade de alocac¸˜ao grande, o processo conhecido como “fragmentac¸˜ao interna”
acontece – o espac¸o livre ´e desperdic¸ado (h´a, ent˜ao, o que se chama de “slack space”).
[VOLTOLINI 2016]
3. HFS (MAC)
O sistema de arquivos do Macintosh era o HFS (Hierarchical File System, ou sistema de
arquivos hier´arquico) que foi apresentado em 1985 pela Apple e continuou sendo usado
por muitos anos.
Atualmente ´e usado o HFS+ (Hierarchical File System Plus, ou sistema de ar-
quivos hier´arquico estendido), que ´e conhecido como sistema de arquivos Mac OS X
Extended, e supera o seu antecessor em v´arios quesitos: pode trabalhar com enderec¸os
de bloco de arquivos de at´e 32bits, contra 16bits do sistema anterior; aceita nomes de
arquivos com at´e 255 caracteres, em vez de apenas 31; tem formato de nome de arquivo
Unicode, em vez do j´a antiquado MacRoman; possibilidade de lidar com arquivos de at´e
8EB (Exabytes) – um Exabyte equivale a mil Petabytes, um milh˜ao de Terabytes ou um
bilh˜ao de Gigabytes. Esse ´e um dos motivos que faz os editores de v´ıdeo gostarem tanto
de usar um produto Apple. [MACN´IFICOS 2011]

2. 4. EXT4 (Linux)
Ext4 ´e o sucessor do ext3, possui o tamanho m´aximo de 1EB por partic¸˜ao e suporta
arquivos de at´e 16TB.
Caracter´ısticas:
Pr´e-alocac¸˜ao: reserva o espac¸o no HD que um programa vai usar futuramente;
Tempo de alocac¸˜ao extendido: mant´em a alocac¸˜ao do espac¸o at´e o ultimo mo-
mento;
Maior n´umero de subdiret´orios: n˜ao tem limite de subdiret´orios;
Journaling: arquivo de log que registra todos os acontecimentos do sistema opera-
cional em relac¸˜ao a arquivos, podendo recuperar os arquivos, caso haja falhas no sistema
ou um desligamento repentino do computador;
Cheksun para journaling: Haver´a checagem no Journaling, garantindo uma
restaurac¸˜ao mais r´apida e a prova de falhas;
Desfragmentac¸˜ao online: desfragmenta os arquivos enquanto eles v˜ao sendo alo-
cados;
Undelete: ferramenta que impede que um arquivo seja apagado;
Checagem r´apida do file-system: checagem pula as partes n˜ao usadas do HD, com
isso se torna mais r´apido;
5. FAT32 (Windows)
FAT (File Allocation Table) foi a primeira vers˜ao do sistema de arquivos baseado em
uma tabela representativa com a capacidade de indicar a localizac¸˜ao das extens˜oes ar-
mazenadas por um disco. Criado para funcionar como filesystemoficial do MS-DOS no
in´ıcio da d´ecada de 1980, este formato foi usado como padr˜ao at´e o lanc¸amento do Win-
dows 95. [MACˆEDO 2012]
O FAT16 tem algumas desvantagens e uma delas ´e n˜ao reconhecer mais que 2GB
por ser de 16 bits, utilizando clusters com no m´aximo 32 KB. Caso haja um disco com
mais de 2GB, ser˜ao necess´ario particion´a-lo em pedac¸os m´aximos de 2GB.
J´a o FAT32 suporta partic¸˜oes de at´e 2 TB, tamanho de arquivos de 4 GB e o nome
dos arquivos passou de 8 para 256 caracteres e superou o antigo limite de 3 caracteres
para a extens˜ao, embora este padr˜ao ainda seja largamente utilizado. Com o FAT32,
o desperd´ıcio em disco foi sensivelmente reduzido. O FAT16, seu antecessor, utilizava
clusters de at´e 64 KB enquanto o FAT32 pode utilizar clusters de 4 KB. Se um arquivo
ocupa 4 KB de espac¸o, tanto no FAT16 como no FAT32 a ocupac¸˜ao ser´a de 1 cluster,
por´em, no caso do FAT16 os 60 KB restantes ser˜ao alocados, apesar de ficarem fisica-
mente vazios. Tem a desvantagem de ser 6% mais lenta que FAT16 e a incompatibilidade
com SO antigos. N˜ao possui recursos de seguranc¸a como o NTFS. Utiliza uma c´opia
backup da tabela de alocac¸˜ao como sistema de seguranc¸a para corrupc¸˜oes de arquivos.
Tamanho dos clusters para FAT16
Clusters de 2 KB para unidades de at´e 128 MB (216
x 2 = 131.038)
Clusters de 4 KB para unidades de at´e 256 MB (216
x 4 = 262.144)

3. Clusters de 8 KB para unidades de at´e 512 MB (216
x 8 = 524.288)
Clusters de 16 KB para unidades de at´e 1 GB (216
x 16 = 1.048.576)
Clusters de 32 KB para unidades de at´e 2 GB (216
x 32 = 2.097.152)
Tamanho dos clusters para FAT32
Clusters de 512 bytes para unidades de at´e 512 bytes
Clusters de 4 KB para unidades de at´e 8 GB
Clusters de 8 KB para unidades de at´e 16 GB
Clusters de 16 KB para unidades de at´e 32 GB
Clusters de 32 KB para unidades de at´e 2 TB (232
* 0,5 = 2.147.483.648 KB)
6. exFAT ou FAT64 (Windows)
Tamb´em como variac¸˜ao da Tabela de Alocac¸˜ao de Arquivos lanc¸ada no in´ıcio da d´ecada
de 1980, o exFAT foi desenvolvido para atender a usu´arios que manipulam arquivos
´unicos com mais de 4 GB (o NTFS, conforme descrito adiante, ´e outra alternativa). Con-
hecida, ainda, como FAT64, a “evoluc¸˜ao” do FAT32 foi introduzida em 2006 com o obje-
tivo de otimizar unidades de armazenamento, como pendrives.
Com clusters de tamanho-padr˜ao de 128 KB (o valor pode variar e ser definido
de acordo com o tamanho da unidade de armazenamento), o exFAT ´e compat´ıvel com
Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows 2003 e posteriores – at´e mesmo o
Mac OS X pode tanto ler como fazer gravac¸˜oes em unidades FAT64. Como limitac¸˜ao est´a
a falta de compatibilidade com o Xbox 360 e o PlayStation 3; Xbox One e PS4, por´em,
suportam o formato que aceita a gravac¸˜ao de arquivos com mais de 4 GB.
7. NTFS (Windows)
O NTFS possui v´arias caracter´ısticas, em caso de falhas, por exemplo, quando o com-
putador tem um desligamento repentino, ele tem a capacidade de reverter os dados para
a condic¸˜ao anterior ao problema. O NTFS tamb´em possui a caracter´ıstica de suportar
uma replicac¸˜ao de dados, como acontece nos sistemas RAID, por exemplo. O esquema
de permiss˜oes de acesso ´e outra caracter´ıstica do NTFS. O NTFS d´a a possibilidade do
usu´ario definir quem pode e, como acessar pastas ou arquivos. Ele tamb´em possui muita
eficiˆencia no trabalho com grandes arquivos e tamb´em unidades de discos bastante cheias.
[POZZEBON 2011]
Algumas caracter´ısticas s˜ao:
• Neste modelo, temos o tamanho limite do arquivo de acordo com o tamanho do
volume;
• Os nomes dos arquivos podem ter 32 caracteres;
• Tem suporte a criptografia, indexac¸˜ao e compactac¸˜ao;
• Seus clusters podem chegar a 512 bytes;
• ´E mais seguro que o FAT;
• Permite pol´ıtica de seguranc¸a e gerenciamento;
• Menos fragmentac¸˜ao; Melhor desempenho;
• Recuperac¸˜ao de erros mais f´acil;

4. • Caso seja usado em m´ıdias, podem se corromper mais facilmente;
• ´E um pouco mais lenta que o FAT32 devido as diretivas de seguranc¸a que o FAT32
n˜ao tem e precisam ser acessados durante leitura e gravac¸˜ao de dados;
• Utiliza a tabela MFT (Master File Table) para registrar a utilizac¸˜ao de cada cluster
de um disco;
References
MACN´IFICOS (2011). Sistemas de arquivos mac, 2011. dispon´ıvel em:
¡https://macnificos.wordpress.com/sistemas-de-arquivos-mac-os/¿. acessado em 28
abril 2016.
MACˆEDO, D. (2012). Sistemas de arquivos ntfs, fat16, fat32, ext2 e ext3.
POZZEBON, R. (2011). Qual a diferenc¸a entre ntfs, fat, fat 32 e exfat.
VOLTOLINI, R. (2016). Fat32, exfat ou ntfs: qual formato escolher na hora de formatar
o pendrive?