Sistemas de Arquivos

Alison Antony Ribeiro

FAT

NTFS

FAT x NTFSO que é ?

Para que serve?

Quem Criou?

• Muitos usuários de Windows já ouviram falar empartições FAT ou FAT32 sem saber ao certo o queisso significa.

• Essas são siglas de sistemas de arquivos para oWindows.

• Para este mesmo sistema operacional, hátambém o sistema de arquivos NTFS.

• Todas as aplicações precisam armazenar erecuperar informações. O espaço deendereçamento virtual pode ser pequenodemais para aplicações.

• Além disso, as informações mantidas namemória são perdidas com o término doprocesso e múltiplos processos não acessam amesma informação ao mesmo tempo.

• A solução para armazenar a informação emdiscos é criar arquivos. A informação deve serpersistente, ou seja, um arquivo desapareceráquando for removida explicitamente.

• O sistema de arquivos (parte do SO) éresponsável pelo modo como sãoestruturados, nomeados acessados, usados,protegidos e implementados.

O que é um sistema de arquivos?

• Não é possível gravar dados em HD ou em Pendrive sem um sistema de arquivos, que é,basicamente, uma estrutura que indica como osarquivos devem ser gravados e guardados emmídias.

• Através do sistema de arquivos, é que sedetermina o espaço utilizado no disco, além deser o método que permite gerenciar como partesde um arquivo podem ficar "espalhadas" nodispositivo de armazenamento.

• Um sistema de arquivos é uma estrutura globalna qual os arquivos são nomeados, armazenadose organizados.

• Memória de massa: Nome genérico paraqualquer dispositivo capaz de armazenar dadospara uso posterior. Ex: disquete, discos rígidos,cd-rom, SSD.

• Os dados são armazenados em forma de arquivose a maneira com que os arquivos sãoarmazenados e manipulados dentro de umsistema de memória de massa varia de acordocom o Sistema Operacional.

Um outro detalhe importante:

• É o sistema de arquivos que determina comoarquivos podem ser gravados, copiados,alterados, nomeados e até apagados.

• Ou seja, toda e qualquer manipulação de dadosnuma mídia necessita de um sistema de arquivospara que essas ações sejam possíveis.

• Se não houver estrutura de armazenamento emanipulação é impossível gravar dados.

• As regras exatas para nomear um arquivovariam de sistema para sistema. Muitossistemas permitem nomes com até 255caracteres permitindo dígitos e caracteresespeciais.

• A extensão do arquivo é separada do nomeatravés de um “." (ponto).

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 espéciede tabela que contém indicações para onde estão asinformações de cada arquivo.

• Quando um arquivo é salvo em um pen drive por exemplo, oFAT divide a área do disco em pequenos blocos. Assim, umarquivo pode e ocupa vários blocos, mas eles não precisamestar numa sequência.

• Os blocos de determinados arquivos podem estar em váriasposições diferentes. Daí a necessidade de uma tabela paraindicar cada bloco.

Surgimento

O primeiro FAT surgiu em 1977, para funcionarcom a primeira versão do DOS. Trata-se de umsistema que funciona através de uma espécie detabela que contém indicações para onde estãoas informações de cada arquivo.

• Com o surgimento de dispositivos de armazenamento commais capacidade e mais sofisticados, o sistema FAT foiganhando alterações (identificadas pelos nomes FAT12 eFAT16).

• Isso foi necessário porque o FAT era limitado a determinadacapacidade de armazenamento. Por exemplo, ele sóoperava com tamanho máximo de 2 GB.

• Assim, num disco de 5 GB, seria necessário dividi-lo em 3partições.

• Fora o fato de que o FAT apresentava problemas cominformações acima de 512 MB.

• Diante de tantos problemas, em 1996, aMicrosoft lançou um novo FAT: o FAT32, que écompatível com os Windows 95/98/Me/2000e XP (apesar destes dois últimos terem umsistema de arquivos mais avançado, o NTFS).

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

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 caminhocircular) 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 usuárioquiser 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.

• O sistema de arquivos FAT não trabalha diretamentecom cada setor, mas sim com um grupo de setores.Esse grupo é chamado de cluster (ou unidade dealocação).

• Se por exemplo, um disco com setor de 512 bytes,tiver 5 KB de tamanho, ele terá 10 setores e 5clusters, se cada cluster ocupar dois setores.

• Sendo assim, quando o FAT precisar acessar umdeterminado setor, primeiro ele descobre em qualcluster ele se encontra.

REVENDO..

• O FAT não trabalha com setores, mas sim comunidades de alocação chamadas clusters, quesão conjuntos de setores.

• O tamanho do cluster é definidoautomaticamente pelo Sistema Operacionalquando o disco é formatado.

• Tamanho do Cluster – Múltiplos de 2.

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.

• Percebe-se com isso que o tamanho do cluster deve ser omáximo que o FAT consegue manipular. Aliás, a principaldiferença entre FAT e FAT 32, é que este último conseguetrabalhar com um número maior de clusters.

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 aterminologia FAT16).

• Mas, na verdade, o sistema FAT16 usa apenas 65525 clusterspor disco (ou partição).

• É importante frisar que o tamanho do cluster deve obedecertambém 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 umapotência de 2. O limite máximo de tamanho para umapartição em FAT16 é de 2 GB (correspondente a 2 elevado a16).

Quanto maior o tamanho do cluster, mais o desperdício de espaço.Quanto mais clusters existir, mais demorado será o uso do sistema de arquivos.

Tamanho padrão de clusters de FAT para volumes do sistema de arquivos do Windows Server 2003

• Apesar de que é possível determinar otamanho do cluster do FAT32 tambémpor programas de terceiros, com oPartition Magic (não é possível terclusters de diferentes tamanhos).

• O tamanho máximo da partição emFAT32 é de 2 TB.

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 .

Mas o que é ? e o Funcionamento?

• A tabela de alocação de arquivos (FAT) é uma estrutura de dadosque o Windows cria após a formatação física de uma unidade.

• Esta tabela guarda informações sobre a localização de cadaarquivo dentro da unidade física para que elas possam ser salvas,recuperadas, alteradas ou deletadas posteriormente.

• Elas são armazenadas em blocos dispostos em diferentes posiçõesdo disco, justificando a necessidade de uma tabela que apontepara cada um destes blocos.

• Em resumo, para todo o tipo de acesso a dados em uma mídia, énecessário um sistema de arquivos para realizar tais ações. Semuma estrutura de armazenamento de dados como o FAT32,nenhum procedimento de acesso a disco é possível.

• 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?

Sabe-se que quanto menor um cluster, menor o desperdício.

• No entanto, isso aumenta a quantidade de clusters, equanto mais clusters existir, mais demorado será o uso dosistema de arquivos.

• Portanto, usar tamanho de clusters com 8 KB, pode seruma boa ideia, já que esse valor consegue gerar umequilíbrio.

• No entanto, deve-se considerar vários outros aspectostécnicos para se definir o tamanho do cluster. Isso deixaclaro que esta operação é voltada a usuários experientes.

Para definir o tamanho do cluster

• Pode-se usar programas de terceiros ou usar umrecurso não documentado pela Microsoft docomando FORMAT. Para deixar o tamanho do clustercom 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).

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, maspode suportar nome de arquivos longos.

• O sistema de arquivos FAT só trabalha com nomes noestilo 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 até256 caracteres mais 3 para a extensão. O sistema FAT32herdou todas as características do VFAT.

Vantagens FAT 32

• Com o FAT32, o desperdício em disco foisensivelmente reduzido.

• O FAT16, seu antecessor, utilizava clustersde até 64 KB enquanto o FAT32 pode utilizarclusters de 4 KB.

• Se um arquivo ocupa 4 KB de espaço, tantono FAT16 como no FAT32 a ocupação seráde 1 cluster porém o FAT16 tem grandeperda.

Vantagens FAT 32

• O FAT32 é mais confiável, pois ele consegueposicionar o diretório principal em qualquerlugar do disco.

• Nos sistemas FAT antigos, havia umalimitação no número de entradas quepodiam ser alocadas no diretório principal(512 arquivos e/ou pastas). Não há essalimitação no FAT32.

• Suporta arquivos de até 4 GB e o nome dosarquivos passou de 8 para 256 caracteres esuperou o antigo limite de 3 caracteres paraa extensão, embora este padrão ainda sejalargamente utilizado.

DESVANTAGENS FAT 32

• O FAT32 é cerca de 6% mais lento que osistema FAT16. Como o tamanho do cluster émenor, existirão mais clusters no disco tornandoum pouco mais demorado o armazenamento dedados.

• Não é possível limitar o acesso de determinadosarquivos a determinados usuários.

• O FAT32 tem apenas as mesmas quatropermissões que existiam desde o MS-DOS (Somente Leitura, Sistema, Oculto e Arquivo).

• Um outro problema da FAT32 é a"incompatibilidade" com sistemasantigos.

• FAT 32 não suporta arquivos com maisde 4 GB.

• Você não pode criar uma partiçãoFAT32 maior do que 32GB.

Revisão FAT

• FAT Um sistema de arquivos é a estrutura usadapelo computador para organizar dados em umdisco rígido. Se você está instalando um novodisco rígido, é necessário particionar e formataresse disco usando um sistema de arquivos antesde começar a armazenar dados ou programas.

• No Windows, as três opções de sistemas dearquivos disponíveis são NTFS, FAT32 e o antigo eraramente usado FAT (também conhecido comoFAT16).

Quando usar FAT?

• O principal motivo para se usar FAT32 équando se tem um computador quealgumas vezes executa Windows95, Windows 98 ou Windows MillenniumEdition.

Vamos ver agora um pouco sobre!

NTFSNew Technology File System

NTFS

O NTFS foi desenvolvido quandoa Microsoft decidiu criar o Windows NT: comoo WinNT deveria ser um sistema operacionalmais completo e confiável, o FAT não serviacomo sistema de arquivos por causa de suaslimitações e falta de recursos.

• O NTFS foi desenvolvido e muitos até hojepensam que ele é um sistema de arquivosinteiramente desenvolvido pela Microsoft, o quenão é verdade.

• Seu projeto foi baseado nas análises dasnecessidades do novo sistema operacional, masseus conceitos funcionais foram "herdados" dosistema de arquivos HPFS (High Performance FileSystem).

Um sistema operacional muito conhecido nestaépoca era o OS/2, um projeto realizado emconjunto entre a Microsoft e a IBM.

Ambas as empresas estavam tentando criar umsistema operacional de grande sucesso, cujoapelo principal seria a capacidade gráfica(lembre-se que naquela época, era muito maior ouso de sistemas operacionais baseados em linhade comando, como o DOS).

• O OS/2 de fato continha inovaçõestecnológicas, mas esbarrava nos quesitossuporte e marketing.

• Fora isso, a IBM e a Microsoft começaram ase desentender e a empresa de Bill Gatesdecidiu abandonar o projeto e se dedicar aodesenvolvimento do Windows NT.

• No entanto, a Microsoft acabou levando consigomuitos conceitos funcionais do sistema dearquivos do OS/2, o HPFS.

• É claro que tais conceitos foram essenciais para acriação do NTFS, o que fez com muitospensassem que a Microsoft passou um golpe naIBM.

• No entanto, este assunto não é o foco da nossaaula.

RELEMBRANDO

• Na época, o que a empresa de Bill Gates queria eraabocanhar uma fatia do mercado ocupadapelo Unix. Anteriormente, ela já havia tentadofazer isso em parceria com a IBM, lançandoo OS/2- no entanto as duas empresas divergiamem certos pontos e acabaram quebrando aaliança. O OS/2 usava o sistema de arquivosHPFS (High Performance File System - Sistema deArquivos de Alta Performance), cujos conceitosacabaram servindo de base ao NTFS.

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

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 ecriptografia para restringir o acesso adeterminados arquivos a usuários aprovados.

• Se usado em uma mídia removível, ela pode secorromper mais facilmente;

• Não é possível otimizar para remoção rápida;

• Apenas versões a partir do NT 3.1 reconhecemvolumes

• Pode ser necessário drivers extra para acesso aplataformas não-Windows;

• É mais lento que o FAT32, pois pelas diversasdiretivas de segurança tanto de acesso quanto deleitura e gravação tornam a partição mais lentaque FAT32 que não possui nenhuma diretiva desegurança ou confiabilidade adequado.

Quando acontece “falhas”

• Em caso de falhas, como o desligamentorepentino do computador, o NTFS é capaz dereverter os dados à condição anterior aoincidente.

• Coisa que não era possível no FAT.

• Isso é possível, em parte, porque, durante oprocesso de boot, o sistema operacionalconsulta um arquivo de log que registratodas as operações efetuadas e entra emação ao identificar nele os pontosproblemáticos.

FUNCIONAMENTO

• Conforme as características herdadas do HPFS, oNTFS trabalha de uma forma mais eficiente nogerenciamento do espaço de disco.

• Isso porque as informações são armazenadas emuma base por setor do disco, em vez de utilizarclusters de múltiplos setores.

• Essa forma de trabalho, traz várias vantagens, comomenor necessidade de desfragmentação de disco emaior consistência de dados.

• Isso porque essa arquitetura de dados por baseem setor permite manter os dados próximos, ouseja, não espalhados pelo disco.

• Até o gerenciamento de grandes quantidades dedados é beneficiado por esta característica, já quecomo acontecia com o FAT, trabalhar com clusterspor setor, fazia do sistema de arquivosdependente de um número pré-determinado desetores.

Quais as Vantagens do NTFS?

• Log de recuperação de dados

• Segurança

• Compactação

• Auditoria

• Criptografia

• Cota de Disco

NTFS – New Technology File System

Sistemas de arquivos suportados

Partição de inicialização

• A partição de inicialização contém o sistema operacionaldo Windows e seus arquivos de suporte. O partição deinicialização pode ser, mas não necessariamente, omesmo que a partição do sistema.

• Existirá uma, e apenas uma, partição do sistema, masexistirá uma partição de inicialização para cada sistemaoperacional em um sistema de inicialização múltipla.

Observação Em discos dinâmicos, isso é conhecido comoo volume de inicialização.

Partição do Sistema

• A partição do sistema se refere ao volume de disco quecontém os arquivos específicos de hardware necessáriospara iniciar o Windows, como Ntldr, Boot.ini eNtdetect.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 ovolume do sistema.

Organizando um disco básico

H:GF:

E:

D:

C:

F:

E:

D:

C:

Partiçõesprimárias

Até quatro partiçõesprimárias Até três partições primárias

e uma partição estendida comunidades lógicas

Partição estendidacom unidadeslógicas

OU

FAT

FAT

Convertendo sistemas de arquivos

Para: Windows XPDe:

Volume NTFS

Volume NTFS

Volume NTFS

NTFS no Windows2000

NTFS no WindowsNT

Volume NTFS

Usando o comandoconvert

Conversão automáticadurante a atualização

Conversão nãonecessária

Não háconversão

O que são permissões?

• As permissões definem o tipo de acessoconcedido a um usuário, grupo oucomputador em relação a um objeto

• Você aplica permissões a objetos comoarquivos, pastas, pastas compartilhadas eimpressoras

• Você atribui permissões a usuários e agrupos no Active Directory ou em umcomputador local.

Permissões NTFS de arquivos e pastas

Permissões de arquivo Permissões de pasta

Controle Total

Modificar

Ler e Executar

Gravar

Leitura

Listar conteúdo da pasta

Controle Total

Modificar

Ler e Executar

Gravar

Leitura

http://support.microsoft.com/kb/308419/pt-br

O que são permissões padrão e especiais?

Permissões padrão Permissões especiais

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

Discussão em classe: Aplicando permissões NTFS

Grupo Usuários

Grupo Vendas

Usuário1

Grupo UsuáriosGravação para Pasta1

Grupo Vendas Leitura para Pasta1

1

Grupo UsuáriosLeitura para Pasta1

Grupo VendasGravação para Pasta2

2

Grupo UsuáriosModificação para Pasta1

Arquivo2 deveria ser acessível apenas ao grupo Vendas e apenas com a permissão de Leitura

3

Partição NTFS

Arquivo2

Pasta1

Pasta2

Arquivo1

O que é herança de permissões NTFS?

Acesso à PastaB

PastaA

PastaB

Herdam permissões

Leitura / Gravação

Impedem herança

Sem acesso à PastaB

PastaA

PastaB

PastaC

Leitura / Gravação

Efeitos nas permissões NTFS ao copiar e mover arquivos e pastas

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

Partição NTFSC:\

Partição NTFSE:\

Partição NTFSD:\

Move

Copia

CopiarOuMover

Permissões de pasta compartilhada

Permissão Permite que o usuário:

Leitura

(Padrão, aplicada ao grupo Todos)

Exiba nomes de arquivo e de subpasta

Exiba dados em arquivos e atributos

Execute arquivos de programa

Alterar(inclui todas as permissões de Leitura)

Adicione arquivos e subpastas

Altere dados em arquivos

Exclua subpastas e arquivos

Controle Total

Inclua todas as permissões de Leitura e Alteração

Permita que você altere as permissões NTFS para pastas e arquivos

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 ocultadigitando o UNC.

Por exemplo: \\servidor\segredos$

Prática: Determinando as permissões NTFS e de pasta compartilhada efetiva

Nesta prática, você vai:

–Determinar permissões efetivas de NTFS

–Determinar permissões de pasta compartilhada

Volume NTFS

Grupo Usuários

FC

1 Volume NTFS

Dados

Grupo Vendas

R

Pubs

RH

Grupo Vendas VendasFC

2

Usuários

FCUsuário3

Usuário2 FC

Usuário1 FC

Usuário3

Usuário2

Usuário1