agrolino

Saudações

Criei esse tópico para sanar a dúvida que muitos usuários no fórum tem à respeito dos tipos de formatações que conhecemos.

Uma breve introdução:

O Disco rígido

O “Hard Disk”, “HD”, “Winchester”, ou simplesmente “Disco Rígido”, é um sistema de armazenamento de alta capacidade que, ao contrário da memória RAM, não perde seus dados quando desligamos o micro, sendo por isso destinado ao armazenamento de arquivos e programas.

Apesar de também ser uma mídia magnética, um HD é muito diferente de um disquete comum, sendo composto por vários discos empilhados que ficam dentro de uma caixa lacrada, pois, como os discos giram a uma velocidade muito alta, qualquer partícula de poeira entre os discos e a cabeça de leitura causaria uma colisão que poderia danificar gravemente o equipamento.

:: Como Funciona um Disco Rígido ::

Dentro do disco rígido, os dados são gravados em discos magnéticos, chamados em Inglês de “Platters”. Estes discos internos são compostos de duas camadas.

A primeira é chamada de substrato, e nada mais é do que um disco metálico, geralmente feito de ligas de alumínio. A fim de permitir o armazenamento de dados, este disco é recoberto por uma segunda camada, agora de material magnético. Os discos são montados em um eixo que por sua vez gira graças a um motor especial.

Para ler e gravar dados no disco, usamos cabeças de leitura eletromagnéticas (heads em Inglês) que são presas a um braço móvel (arm), o que permite o seu acesso a todo o disco. Um dispositivo especial, chamado de atuador, ou “actuator” em Inglês, coordena o movimento das cabeças de leitura.

:: Formatação ::

Para que o sistema operacional seja capaz de gravar e ler dados no disco rígido, é preciso que antes sejam criadas estruturas que permitam gravar os dados de maneira organizada, para que eles possam ser encontrados mais tarde. Este processo é chamado de formatação.

Existem dois tipos de formatação, chamados de formatação física e formatação lógica. A formatação física é feita apenas na fábrica ao final do processo de fabricação, e consiste em dividir o disco virgem em trilhas, setores e cilindros. Estas marcações funcionam como as faixas de uma estrada, permitindo à cabeça de leitura saber em que parte do disco está, e onde ela deve gravar dados. A formatação física é feita apenas uma vez, e não pode ser desfeita ou refeita através de software.

Porém, para que este disco possa ser reconhecido e utilizado pelo sistema operacional, é necessária uma nova formatação, chamada de formatação lógica. Ao contrário da formatação física, a formatação lógica não altera a estrutura física do disco rígido, e pode ser desfeita e refeita quantas vezes for preciso, através do comando FORMAT do DOS por exemplo. O processo de formatação, é quase automático, basta executar o programa formatador que é fornecido junto com o sistema operacional.

Quando um disco é formatado, ele simplesmente é organizado “do jeito” do sistema operacional, preparado para receber dados. A esta organização damos o nome de “sistema de arquivos”. Um sistema de arquivos é um conjunto de estruturas lógicas e de rotinas que permitem ao sistema operacional controlar o acesso ao disco rígido. Diferentes sistemas operacionais usam diferentes sistemas de arquivos.

Os sistemas de arquivos, mais usados atualmente são a FAT16, compatível com o DOS e todas as versões do Windows, e a FAT32, compatível apenas com o Windows 98, Windows 2000

:: Estruturas Lógicas ::

A algumas páginas atrás, disse que a formatação lógica, consiste em gravar algumas estruturas no disco, vamos ver agora que estruturas são estas.

:: Setor de Boot ::

Quando o micro é ligado, o BIOS (um pequeno programa gravado em um chip na placa mãe, que tem a função de “dar a partida no micro”), tentará inicializar o sistema operacional. Independentemente de qual sistema de arquivos você esteja usando, o primeiro setor do disco rígido será reservado para armazenar informações sobre a localização do sistema operacional, que permitem ao BIOS “achá-lo” e iniciar seu carregamento.

No setor de boot é registrado qual sistema operacional está instalado, com qual sistema de arquivos o disco foi formatado e quais arquivos devem ser lidos para inicializar o micro. Um setor é a menor divisão física do disco, e possui sempre 512 bytes. Um cluster é a menor parte reconhecida pelo sistema operacional, e pode ser formado por vários setores.

Um único setor de 512 bytes pode parecer pouco, mas é suficiente para armazenar o registro de boot devido ao seu pequeno tamanho. O setor de boot também é conhecido como “trilha MBR”, “trilha 0”, etc.

:: FAT (File Alocation Table) ::

Depois que o disco rígido foi formatado e dividido em clusters, mais alguns setores são reservados para guardar a FAT (“file alocation table” ou “tabela de alocação de arquivos”). A função da FAT é servir como um índice, armazenando informações sobre cada cluster do disco. Através da FAT, o sistema operacional sabe se uma determinada área do disco está ocupada ou livre, e pode localizar qualquer arquivo armazenado.

Cada vez que um novo arquivo é gravado ou apagado, o sistema operacional altera a FAT, mantendo-a sempre atualizada. A FAT é tão importante, que além da tabela principal, é armazenada também uma cópia de segurança, que é usada sempre que a tabela principal é danificada de alguma maneira.

Uma curiosidade é que, quando formatamos um disco rígido usando o comando Format por exemplo, nenhum dado é apagado, apenas a FAT principal é substituída por uma tabela em branco. Até que sejam reescritos porém, todos os dados continuam lá, apenas inacessíveis.

:: Diretório Raiz ::

Se fossemos comparar um disco rígido com um livro, as páginas seriam os clusters, a FAT serviria como as legendas e numeração das páginas, enquanto o diretório raiz seria o índice, com o nome de cada capítulo e a página onde ele começa.

O diretório raiz ocupa mais alguns setores no disco, logo após os setores ocupados pela FAT. Cada arquivo ou diretório do disco rígido possui uma entrada no diretório raiz, com o nome do arquivo, a extensão, a data quando foi criado ou quando foi feita a última modificação, o tamanho em bytes e o número do cluster onde o arquivo começa.

Um arquivo pequeno pode ser armazenado em um único cluster, enquanto um arquivo grande é “quebrado” e armazenado ocupando vários clusters. Neste caso, haverá no final de cada cluster uma marcação indicando o próximo cluster ocupado pelo arquivo. No último cluster ocupado, temos um código que marca o fim do arquivo.

Quando um arquivo é deletado, simplesmente é removida a sua entrada no diretório raiz, fazendo com que os clusters ocupados por ele pareçam vagos para o sistema operacional. Quando for preciso gravar novos dados, estes serão gravados por cima dos anteriores, como uma fita K7 que é regravada com outra música.