Entre para seguir isso  
Seguidores 0

Sistema de arquivos

        284.105 Visualizações     2 comentários     Tutoriais   

Aprenda como funciona o sistema de arquivos usados em unidades de armazenamento.

Gabriel Torres Editor executivo do Clube do Hardware

Introdução

Todos nós sabemos que dados - sejam eles partes de programas ou dados propriamente dito, como um texto ou uma planilha - devem ser armazenados em um sistema de memória de massa, já que a memória (RAM) do micro é apagada quando desligamos o computador. Memória de massa é o nome genérico para qualquer dispositivo capaz de armazenar dados para uso posterior, onde incluímos disquetes, discos rígidos, CD-ROMs, ZIP drives e toda a parafernália congênere.

Dados são armazenados em forma de arquivos e a maneira com que os arquivos são armazenados e manipulados dentro de um disco (ou melhor dizendo, dentro de um sistema de memória de massa) varia de acordo com o sistema operacional.

A capacidade de armazenamento

Na maioria das vezes, um disco é dividido em pequenas porções chamadas setores. Dentro de cada setor cabem 512 bytes de informação. Multiplicando-se o número total de setores de um disco por 512 bytes, teremos a sua capacidade de armazenamento.

No caso de um disco rígido, ele possui na verdade vários discos dentro dele. Cada face de cada disco é dividida em círculos concêntricos chamados cilindros ou trilhas. Em cada trilha temos um determinado número de setores. É claro que toda esta divisão é invisível, pois é feita magneticamente. Para sabermos qual o número total de setores de um disco rígido, basta multiplicarmos sua geometria, ou seja, o seu número de cilindros, lados (parâmetro também chamado de "cabeças") e setores por trilha. Um disco rígido que possua a geometria 2448 cilindros, 16 cabeças e 63 setores por trilha, terá 2448 x 16 x 63 = 2.467.584 setores. Multiplicando-se o número total de setores por 512 bytes, teremos sua capacidade total, no caso 1.263.403.008 bytes.

Importante notar que 1 KB não representa 1.000 bytes, mas sim 1.024, assim como 1 MB não representa 1.000.000 de bytes, mas sim 1.048.576. Muita gente arredonda e acaba errando nas contas. Lembre-se: 1 KB = 210, 1 MB = 220 e 1 GB = 230. No exemplo dado, o disco rígido seria de 1,18 GB (basta dividir a capacidade que encontramos em bytes por 230 para encontrarmos o resultado em gigabytes) e não 1,26 GB como seria de se supor.

O sistema de arquivos FAT-16

O sistema de arquivos utilizado pelo MS-DOS chama-se FAT-16. Neste sistema existe uma Tabela de Alocação de Arquivos (File Allocation Table, FAT) que na verdade é um mapa de utilização do disco. A FAT mapeia a utilização do espaço do disco, ou seja, graças à ela o sistema operacional é capaz de saber onde exatamente no disco um determinado arquivo está armazenado.

Existem várias posições na FAT, sendo que cada posição aponta a uma área do disco. Como cada posição na FAT-16 utiliza uma variável de 16 bits, podemos ter, no máximo, 216 = 65.536 posições na FAT. Como em cada setor cabem apenas 512 bytes, concluímos que, teoricamente, poderíamos ter discos somente de até 65.536 x 512 bytes = 33.554.432 bytes ou 32 MB.

Por este motivo, o sistema FAT-16 não trabalha com setores, mas sim com unidades de alocação chamadas clusters, que são conjuntos de setores. Em vez de cada posição da FAT apontar a um setor, cada posição aponta para um cluster, que é um conjunto de setores que poderá representar 1, 2, 4 ou mais setores do disco.

Tamanho do Cluster Capacidade Máxima de Armazenamento
2 KB 128 MB
4 KB 256 MB
8 KB 512 MB
16 KB 1 GB
32 KB 2 GB

Desperdício: Um grave problema

O tamanho do cluster é definido automaticamente pelo sistema operacional quando o disco é formatado, seguindo a tabela. Um disco rígido de 630 MB utilizará clusters de 16 KB, enquanto um de 1, 7 GB utilizará clusters de 32 KB.

Como a menor unidade a ser acessada pelo sistema operacional será o cluster, isto significa que os arquivos deverão ter, obrigatoriamente, tamanhos múltiplos do tamanho do cluster.

Isto significa que um arquivo de 100 KB em um disco rígido que utilize clusters de 8 KB obrigatoriamente ocupará 13 clusters, ou 104 KB, pois este é o valor mais próximo de 100 KB que conseguimos chegar utilizando clusters de 8 KB. Neste caso, 4 KB serão desperdiçados.

Quanto maior o tamanho do cluster, maior o desperdício. Se o mesmo arquivo de 100 KB for armazenado em um disco rígido que utilize clusters de 16 KB, ele obrigatoriamente utilizará 7 clusters, ou 112 KB. E, para o caso de um disco rígido com clusters de 32 KB, este mesmo arquivo ocupará 4 clusters, ou 128 KB.

O desperdício em disco é um dos maiores problemas do sistema FAT, característica que chamamos de slack space. Quando maior o tamanho do cluster, mais espaço em disco é desperdiçado.

Para saber qual o tamanho do cluster que está sendo utilizado em seu disco rígido, basta utilizar o comando CHKDSK, observando a linha "xxxxxx bytes em cada unidade de alocação", onde "xxxxx" é o tamanho do cluster em bytes.

Sistema de arquivos

Figura 1: Clusters de 32 KB: a causa do desperdício de espaço em discos rígidos.

Compartilhar



Entre para seguir isso  
Seguidores 0

Comentários de usuários


é.. um tópico um pouquinho antigo esse, mas eu achei que vale a pena comentar.. o artigo foi muito interessante na minha opinião ;) fiz aqui e vi que o tamanho do cluster do meu hd é de 8mb, menos desperdicio, se comparado ao do exemplo.. mas ja faz um bom tempo que o topico foi criado, então talvez ja esteja bem ultrapassado tb... e o autor está de parabéns, pena que ninguem alem de mim comentou nesses ultimos 11 anos que se passaram da criação do topico rsrs

Editado por Evandro
regra 4.12

Compartilhar este comentário


Link para o comentário
Compartilhar em outros sites

Muito interessante o artigo, embora tenha 15 anos, não é datado, pois, esses sistemas de arquivos ainda são muito usados nos dias atuais, muito interessante.

Sem contar que o Partition Magic está aí até hoje, firme e forte!

Seria interessante incluir(atualizar com) os sistemas EXT2, EXT3 e afins.

Parabens!

Compartilhar este comentário


Link para o comentário
Compartilhar em outros sites


Crie uma conta ou entre para comentar

Você precisar ser um membro para fazer um comentário

Criar uma conta

Crie uma nova conta em nossa comunidade. É fácil!


Crie uma nova conta

Entrar

Já tem uma conta? Faça o login.


Entrar agora