visão geral dos sistemas de arquivos fat, hpfs e ntfs

25/02/13 Visão geral dos sistemas de arquivos FAT, HPFS e NTFS

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Visão geral dos sistemas de arquivos FAT, HPFS e NTFSID do artigo: 100108 - Exibir os produtos aos quais esse artigo se aplica.

Este artigo explica as diferenças entre FAT, HPFS e NTFS no Windows NT e suas vantagens e desvantagens. Está dividido nas seguintes seções:

Visão geral da FAT

Visão geral do HPFS

Visão geral do NTFS

OBSERVAÇÃO: O HPFS é somente suportado pelo Windows NT versões 3.1, 3.5 e 3.51. O Windows NT 4.0 não suporta e não pode acessar as partições de

HPFS. Além disso, o sistema de arquivos FAT32 somente é suportado no Windows 98/95 e no Windows 2000.

VISÃO GERAL DA FAT

A FAT está longe de ser o mais simples dos sistemas de arquivos suportados pelo Windows NT. O sistema de arquivos FAT é caracterizado pela tabela de

alocação de arquivos (FAT) que, na verdade, é uma tabela que reside na parte "mais alta" do volume. Duas cópias da FAT são mantidas para proteger o

volume, caso uma delas seja danificada. Além disso, as tabelas da FAT e o diretório raiz devem ser armazenados em um local fixo para que os arquivos de

inicialização do sistema possam ser corretamente localizados.

Um disco formatado com a FAT é alocado em clusters, cujo tamanho é determinado pelo tamanho do volume. Quando um arquivo é criado, uma entrada é

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gerada no diretório e o primeiro número de cluster contendo dados é estabelecido. Essa entrada na tabela da FAT indica que esse é o último cluster do

arquivo ou aponta para o próximo cluster.

A atualização da tabela da FAT é muito importante, assim como o tempo gasto. Se a tabela da FAT não for atualizada regularmente, ela poderá conduzir à

perda de dados. Isso leva tempo, pois os cabeçotes de leitura do disco devem ser reposicionados para a trilha lógica zero da unidade toda vez que a tabela

da FAT for atualizada.

Não há uma organização para a estrutura de diretório da FAT e os arquivos aparecem no primeiro local aberto na unidade. Além disso, a FAT suporta apenas

atributos de arquivo morto, somente leitura, oculto e de sistema.

Convenção de Nomenclatura da FAT

A FAT utiliza a convenção de nomenclatura tradicional de arquivo 8.3 e todos os nomes de arquivo devem ser criados com o conjunto de caracteres ASCII. O

nome de um arquivo ou diretório pode ter até oito caracteres, um ponto separador (.) e até três caracteres. O nome deve iniciar com uma letra ou um número

e pode conter quaisquer caracteres, exceto os seguintes:

Se um desses caracteres for utilizado, poderão ocorrer resultados inesperados. O nome não pode conter espaços.

Os nomes a seguir são reservados:

Todos os caracteres serão convertidos em maiúsculas.

Vantagens da FAT

Não é possível cancelar uma exclusão sob Windows NT em qualquer um dos sistemas de arquivos suportados. Os utilitários de cancelamento de exclusão

tentam acessar diretamente o hardware, o que não pode ser feito no Windows NT. Entretanto, se o arquivo estivesse localizado em uma partição de FAT e o

sistema fosse reiniciado sob MS-DOS, o arquivo não poderia ser excluído. O sistema de arquivos FAT é melhor para unidades e/ou partições de

aproximadamente 200 MB, pois a FAT é iniciada com pouquíssima sobrecarga. Para uma discussão adicional sobre as vantagens da FAT, consulte o seguinte:

"Conceitos e Guia de Planejamento" do Microsoft Windows NT Server, Capítulo 5, seção com o título de "Escolhendo um Sistema de Arquivos"

Resource Kit do Microsoft Windows NT Workstation 4.0, Capítulo 18, "Escolhendo um Sistema de Arquivos"

"Guia de Recursos" do Resource Kit do Microsoft Windows NT Server 4.0, Capítulo 3, seção com o título de "Que Sistema de Arquivos Utilizar Nos

Volumes"

. " / \ [ ] : ; | = ,

CON, AUX, COM1, COM2, COM3, COM4, LPT1, LPT2, LPT3, PRN, NUL



Desvantagens da FAT

De preferência, ao utilizar unidades ou partições com mais de 200 MB, o sistema de arquivos FAT não deverá ser utilizado. Isso ocorre porque, como o

tamanho do volume aumenta, o desempenho com a FAT diminuirá rapidamente. Não é possível configurar permissões nos arquivos que são partições de FAT.

As partições de FAT estão limitadas a um tamanho máximo de 4 Gigabytes (GB) no Windows NT e 2 GB no MS-DOS. Para obter informações adicionais sobre

essa limitação, consulte o seguinte artigo na Base de Dados de Conhecimento da Microsoft:

IDENTIFICAÇÃO DO ARTIGO: 118335 (http://support.microsoft.com/kb/118335/PT-BR/ )

TÍTULO: Tamanho máximo da partição usando o sistema de arquivo FAT16

Para uma discussão adicional sobre as desvantagens da FAT, consulte o seguinte:




Volumes"

VISÃO GERAL DO HPFS

O sistema de arquivos HPFS foi primeiro introduzido com OS/2 1.2 para permitir um acesso mais abrangente aos discos rígidos maiores que apareceram no

mercado. Além disso, foi necessário, para um novo sistema de arquivos, estender o sistema de nomes, organização e segurança para as crescentes demandas

do mercado de servidor de rede. O HPFS mantém a organização de diretórios da FAT, mas adiciona uma classificação automática de diretórios baseada nos

nomes de arquivo. Os nomes de arquivo têm até 254 caracteres de dois bytes. O HPFS também permite que um arquivo seja composto de "dados" e atributos

especiais que concedem uma flexibilidade elevada em função do suporte de outras convenções de nomenclatura e de segurança. Além disso, a unidade de

alocação é alterada dos clusters para os setores físicos (512 bytes), o que reduz a perda de espaço no disco.

Sob HPFS, as entradas de diretório retêm mais informações que sob FAT. Assim como no arquivo de atributo, isso inclui informações sobre a modificação,

criação e data e hora de acesso. Em vez de apontar para o primeiro cluster do arquivo, as entradas de diretório sob HPFS apontam para FNODE. O FNODE

pode conter os dados do arquivo ou ponteiros que podem apontar para dados do arquivo ou para outras estruturas que eventualmente apontarão para os

dados do arquivo.

O HPFS tenta alocar o máximo possível de um arquivo em setores contíguos. Isso é feito para aumentar a velocidade ao fazer um processamento seqüencial de

um arquivo.

O HPFS organiza uma unidade em uma série de bandas de 8 MB e, sempre que possível, um arquivo é colocado dentro de uma dessas bandas. Entre cada uma

dessas bandas estão bitmaps de alocação de 2K que mantêm a trilha de quais setores em uma banda foram ou não alocados. A faixa aumenta o desempenho,

pois o cabeçote da unidade não tem que retornar ao topo lógico (tipicamente cilindro 0) do disco, mas ao bitmap de alocação de banda mais próximo para

determinar se um arquivo será armazenado.

http://support.microsoft.com/kb/118335/PT-BR



Além disso, o HPFS inclui alguns objetos exclusivos de dados especiais:

Super Block

O Super Block está localizado no setor lógico 16 e contém um ponteiro para o FNODE do diretório raiz. Um dos maiores perigos de utilizar o HPFS é que se o

Super Block for perdido ou corrompido devido a um setor ruim, isso afetará o conteúdo da partição, mesmo se o resto da unidade estiver sem problemas.

Seria possível recuperar os dados na unidade ao copiar tudo para uma outra unidade com um bom setor 16 e reconstruir o Super Block. Entretanto, essa é

uma tarefa muito complexa.

Spare Block

O Spare Block está localizado no setor lógico 17 e contém uma tabela de "hot fixes" e o Spare Directory Block. Sob HPFS, quando um setor defeituoso é

detectado, a entrada de "hot fixes" é utilizada logicamente para apontar um setor normal existente no lugar do setor defeituoso. Essa técnica de tratamento de

erros de gravação é conhecida como hot fixing.

Hot fixing é uma técnica em que se um erro ocorrer devido a um setor defeituoso, o sistema de arquivos moverá as informações para um setor diferente e

marcará o setor original como defeituoso. Isso é feito de modo transparente para quaisquer aplicativos executando I/O de disco (ou seja, o aplicativo nunca

sabe que houve quaisquer problemas com o disco rígido). O uso de um sistema de arquivos que suporta o hot fixing eliminará mensagens de erro como a da

FAT "Abortar, Tentar Novamente ou Falhar?" que ocorre quando um setor defeituoso é encontrado.

Observação: A versão de HPFS incluída no Windows NT não suporta o hot fixing.

Vantagens do HPFS

O HPFS é o melhor para unidades entre 200 e 400 MB. Para uma discussão adicional sobre as vantagens do HPFS, consulte o seguinte:




Volumes"

Desvantagens do HPFS

Devido à sobrecarga envolvida no HPFS, não é uma escolha muito eficiente para um volume de aproximadamente 200 MB. Além disso, com volumes maiores

que 400 MB, haverá uma redução de desempenho. Não é possível definir a segurança no HPFS sob Windows NT.

O HPFS é somente suportado pelo Windows NT versões 3.1, 3.5 e 3.51. O Windows NT 4.0 não pode acessar as partições de HPFS.



Para saber as desvantagens adicionais do HPFS, consulte o seguinte:




Volumes"

VISÃO GERAL DO NTFS

Do ponto de vista de um usuário, o NTFS continua a organizar arquivos em diretórios que, como no HPFS, são classificados. Entretanto, diferente da FAT ou do

HPFS, não há objetos "especiais" no disco e não há dependência do hardware subjacente, como os setores de 512 byte. Além disso, não há locais especiais no

disco como as tabelas da FAT ou os Super Blocks do HPFS.

Os objetivos do NTFS são fornecer:

Confiabilidade, que é especialmente desejável para sistemas de ponta e servidores de arquivos

Uma plataforma para funcionalidade adicionada

Suporte de requisitos de POSIX

Remoção das limitações dos sistemas de arquivos FAT e HPFS

Confiabilidade

Para garantir a confiabilidade de NTFS, três grandes áreas foram endereçadas: recuperação, remoção de falhas fatais do setor único e hot fixing.

O NTFS é um sistema de arquivos recuperável, pois ele mantém uma trilha das transações no sistema de arquivos. Quando um CHKDSK é realizado na FAT ou

no HPFS, a consistência dos ponteiros no diretório, alocação e tabelas de arquivos é verificada. Sob NTFS, um log de transações desses componentes é

mantido de modo que CHKDSK necessite somente de transações incompletas para o último ponto de confirmação para recuperar a consistência no sistema de

arquivos.

Sob FAT ou HPFS, se um setor, que é o local de um dos objetos especiais do sistema de arquivos, falhar, então uma falha de setor único ocorrerá. NTFS impede

isso de duas maneiras: primeiro, por não utilizar objetos especiais no disco e por rastrear e proteger todos os objetos que estão no disco. Segundo, sob NTFS,

as cópias múltiplas (o número depende do tamanho do volume) da Tabela de Arquivos Mestre são mantidas.

Similar às versões de OS/2 de HPFS, NTFS suporta o hot fixing.

Funcionalidade Adicionada



Um dos maiores objetivos de design do Windows NT em cada nível é fornecer uma plataforma que pode ser adicionada e construída e o NTFS não é uma

exceção. O NTFS fornece uma plataforma rica e flexível para que outros sistemas de arquivos possam usá-la. Além disso, o NTFS suporta totalmente o modelo

de segurança do Windows NT e fluxos de dados múltiplos. Não é somente um arquivo de dados em um fluxo de dados exclusivo. Por fim, sob NTFS, um

usuário pode adicionar seus próprios atributos definidos por usuário a um arquivo.

Suporte de POSIX

O NTFS é o mais compatível POSIX.1 dos sistemas de arquivos suportados, pois ele suporta os seguintes requisitos de POSIX.1:

Nomenclatura Sensível a Maiúsculas e Minúsculas:

Sob POSIX, README.TXT, Readme.txt e readme.txt são todos arquivos diferentes.

Registro de Data e Hora Adicional:

O registro de data e hora adicional fornece a data e a hora em que o arquivo foi acessado pela última vez.

Hard Links:

Um hard link é quando dois nomes de arquivo diferentes, que podem estar localizados em diretórios diferentes, apontam para os mesmos dados.

Removendo Limitações

Primeiro, o NTFS aumentou muito o tamanho dos arquivos e dos volumes, de modo que agora eles têm até 264 bytes (16 exabytes ou

18.446.744.073.709.551.616 bytes). O NTFS também retornou ao conceito de clusters da FAT para evitar um problema do HPFS de um tamanho de setor fixo.

Isso foi feito porque o Windows NT é um sistema operacional portátil e uma tecnologia diferente de disco provavelmente será encontrada no mesmo ponto.

Portanto, 512 bytes por setor foram observados como tendo uma grande possibilidade de nem sempre ser um bom encaixe para a alocação. Isso foi realizado

permitindo que o cluster seja definido como múltiplos do tamanho natural de alocação do hardware. Finalmente, no NTFS todos os nomes de arquivo são

baseados em Unicode e os nomes 8.3 são mantidos ao longo dos nomes de arquivo compridos.

Vantagens do NTFS

O NTFS é o melhor para uso em volumes de aproximadamente 400 MB ou mais. Isso ocorre porque o desempenho não diminui sob NTFS com tamanhos de

volume muito grandes, como acontece sob FAT.

A recuperação designada no NTFS é de tal modo que um usuário nunca deverá executar qualquer tipo de utilitário de reparo de disco em uma partição de

NTFS. Para saber as vantagens adicionais do NTFS, consulte o seguinte:






Volumes"

Desvantagens do NTFS

Não é recomendado utilizar o NTFS em um volume menor que aproximadamente 400 MB devido à quantidade de sobrecarga de espaço envolvida no NTFS.

Essa sobrecarga de espaço está na forma de arquivos do sistema NTFS que tipicamente utilizam, pelo menos, 4 MB de espaço da unidade em uma partição de

100 MB.

Atualmente não há uma criptografia de arquivos incorporada ao NTFS. Portanto, alguém pode inicializar sob MS-DOS ou outro sistema operacional e utilizar

um utilitário de edição de disco de baixo nível para visualizar dados armazenados em um volume de NTFS.

Não é possível formatar um disquete com o sistema de arquivos NTFS. O Windows NT formata todos os disquetes com o sistema de arquivos FAT, pois a

sobrecarga envolvida em NTFS não se ajustará a um disquete.

Para uma discussão adicional sobre as desvantagens do HPFS, consulte o seguinte:




Volumes"

Convenções de Nomenclatura do NTFS

Os nomes de arquivos e diretórios podem ter até 255 caracteres de comprimento, incluindo quaisquer extensões. Os nomes preservam as maiúsculas e as

minúsculas, mas não são sensíveis a elas. O NTFS não faz distinção de nomes de arquivo baseados em maiúsculas e minúsculas. Os nomes podem conter

quaisquer caracteres com exceção dos seguintes:

Atualmente, da linha de comando, somente é possível criar nomes de arquivo de até 253 caracteres.

OBSERVAÇÃO: As limitações subjacentes de hardware podem impor limitações adicionais de tamanho de partição em qualquer sistema de arquivos.

Particularmente, uma partição de inicialização pode ter somente 7.8 GB de tamanho e há uma limitação de 2-terabyte na tabela de partição.

Para obter informações adicionais sobre os sistemas de arquivo suportados pelo Windows NT, consulte o Resource Kit do Windows NT.

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ID do artigo: 100108 - Última revisão: quarta-feira, 8 de junho de 2005 - Revisão: 5.1

A informação contida neste ar tigo aplica-se a :

Microsoft Windows NT Advanced Server 3.1Microsoft Windows NT Workstation 3.1Microsoft Windows NT Advanced Server 3.1Microsoft Windows NT Workstation 4.0 Developer EditionMicrosoft Windows NT Server 3.51

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