Geneesya: Sistemas de Ficheiros: o que são e porque há tantos?

Introdução

Sistemas Operativos (SO) diferentes suportam Sistemas de Ficheiros diferentes. O disco que usa no MAC não funciona num PC Windows e o Linux tem os seus próprios sistemas de ficheiros também.

Neste artigo vamos falar um pouco sobre Sistemas de Ficheiros, o que são e porque há tantos diferentes.

Um comum utilizador de computadores não precisa saber a maioria destes detalhes - que deveriam ser transparentes e simples - mas conhecer o básico ajuda a compreender questões como: "Por que razão este disco formatado no Mac não funciona no meu PC Windows?" e "Devo formatar este drive USB como FAT32 ou NTFS?"

Conteúdo

O que são Sistemas de Ficheiros
Porque existem tantos Sistemas de ficheiros?
Troca de Sistema de Ficheiros
Sistemas de Ficheiros mais comuns
Referências

O que são Sistemas de Ficheiros

O Sistema de Ficheiros é a forma de organização da informação num dado dispositivo de armazenamento de dados.

Sistemas de Ficheiros diferentes são simplesmente diferentes formas de organizar e armazenar ficheiros no disco rígido, unidade flash, ou qualquer outro dispositivo de armazenamento. Cada dispositivo tem uma ou mais partições de armazenamento e cada partição é formatada com um dado sistema de ficheiros.

Um sistema de ficheiros fornece uma forma de separar os dados na unidade de armazenamento em partes individuais, que são os ficheiros. Adicionalmente, fornece uma maneira de armazenar informação sobre estes ficheiros – p.ex., os seus nomes, permissões e outros atributos.

O sistema de ficheiros também fornece um índice - uma lista dos ficheiros na unidade e onde estão localizados – para o SO poder ver o que está na unidade num único lugar, em vez de ter que pesquisar todo o disco para encontrar um ficheiro.

O SO tem que conhecer o sistema de ficheiros do dispositivo, de forma a poder mostrar o seu conteúdo e abrir ou gravar ficheiros. Se o SO não entender o sistema de ficheiros de um dado dispositivo, é necessário instalar um driver que forneça suporte ao mesmo - ou simplesmente não vai ser possível usar o sistema de ficheiros com aquele SO específico.

Porque existem tantos Sistemas de ficheiros?

Nem todos os sistemas de ficheiros são iguais. Sistemas de ficheiros diferentes têm diferentes formas de organizar os seus dados. Alguns sistemas de ficheiros são mais rápidos que outros, alguns têm características de segurança adicionais, outros oferecem suporte a unidades com maior capacidade de armazenamento. Alguns sistemas de ficheiros são mais robustos e resistentes à corrupção de ficheiros, enquanto outros trocam essa robustez por velocidade adicional.

Não existe um sistema de ficheiros que seja o melhor para todos os casos.

Cada SO tende a usar o seu próprio sistema de ficheiros, no qual trabalham os programadores do SO. Há muito trabalho envolvido na concepção de um sistema de ficheiros e isso pode ser feito de muitas maneiras diferentes. Um sistema de ficheiros não é como uma partição, que é simplesmente um pedaço de espaço de armazenamento. Um sistema de ficheiros especifica como os ficheiros são gravados, organizados, indexados, e como os metadados são associados a eles.

Troca de Sistema de Ficheiros

Cada partição é formatada com um dado sistema de ficheiros. Às vezes, é possível "converter" uma partição para um sistema de ficheiros diferente e manter os mesmos dados, mas raramente é uma opção fácil. Provavelmente, é preferível copiar os dados importantes para outra partição ou outro dispositivo, primeiro, como segurança.

Atribuir um novo sistema de ficheiros à partição, consiste simplesmente em formatá-la com esse sistema de ficheiros, no SO que o suporta. Por exemplo, uma unidade formatada para Linux ou Mac, pode ser formatada com o NTFS ou FAT32, para obter uma unidade para usar no Windows.

As partições também são automaticamente formatadas com o sistema de ficheiros adequado durante o processo de instalação do SO. P.ex., se quisermos instalar o Linux numa partição previamente formatada no Windows, o processo de instalação do Linux vai formatar essa partição NTFS ou FAT32 para o sistema de ficheiros Linux preferido pela distribuição escolhida.

Em conclusão, se quisermos alterar o sistema de ficheiros de um dispositivo de armazenamento, devemos começar por fazer um backup dos dados (para outro disco ou partição) e de seguida formatar essa unidade ou partição com uma uma ferramenta do tipo Gestão de Discos, no Windows, GParted no Linux ou Disk Utility no Mac.

Sistema de Ficheiros mais comuns

Um pequeno resumo dos Sistemas de Ficheiros mais comuns no mercado.

Sistema de Ficheiros	Sistema Operativo	Descrição
FAT32	MS-DOS Windows	O FAT32 é um sistema de ficheiros antigo do Windows, mas ainda é usado em dispositivos de removíveis - apenas nos de menor capacidade, no entanto. Discos rígidos externos com 1 TB ou mais, provavelmente, são formatados de raíz com NTFS. O FAT32 só é usado em dispositivos pequenas ou para compatibilidade com outros equipamentos, como câmaras digitais ou consolas de jogos, que não suportam o sistema de ficheiros NTFS, mais recente
NTFS	Windows	As versões mais modernas do Windows (a partir do Windows NT) passaram a usar o NTFS para a sua partição de sistema. As outras partições e discos externos podem ser formatadas em NTFS ou FAT32
HFS+	Mac	Os SO da Apple usam HFS+ para as suas partições internas, bem como em discos externos – obrigatório se quisermos usar um drive externo com Time Machine. O Mac também pode ler e gravar em FAT32 nativamente e em NTFS após instalar o driver adequado
Ext2 Ext3 Ext4	Linux	Estes são os sistemas de ficheiros mais usados no Linux. O Ext2 é um sistema de ficheiros antigo, que carece de recursos importantes como journaling. O Ext3 acrescenta estas características de robustez à custa de um pouco de velocidade. O Ext4 é mais moderno e mais rápido - é o sistema de ficheiros padrão na maioria das distribuições Linux de hoje em dia. O Windows e Mac não suportam estes sistemas de ficheiros – é necessária uma ferramenta de terceiros para aceder a ficheiros em ExtX. Por esta razão, muitas vezes o ideal é formatar as partições do sistema Linux como Ext4 e deixar os dispositivos removíveis formatados com FAT32 ou NTFS, se for necessária compatibilidade com outros SO. O Linux pode ler e gravar em FAT32 ou NTFS
Btrfs	Linux	“B-Tree FS” ou “Better FS” é um novo sistema de ficheiros Linux, que ainda está em desenvolvimento. Ainda não é o padrão na maioria das distribuições Linux, mas pretende-se que venha a substituir o Ext4. O objetivo é fornecer recursos adicionais que permitam ao Linux escalar para uma maior quantidade de armazenamento