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MANUAL DO DISCO RÍGIDO - BRINDE DADO NO KITHD POR KAMIKAZI
ESTE MANUAL NÃO PODE SER VENDIDO
Discos Rígidos
O Hard Disk, ou simplesmente Disco Rígido, é um sistema de armazenamento de alta capacidade, que por não ser volátil, é destinado ao armazenamento de arquivos e programas. Apesar de não parecer à primeira vista, o HD é um dos componentes que compõe um PC, que envolve mais tecnologia. Neste capítulo, vamos examinar o funcionamento dos discos rígidos, tanto a nível físico, quanto a nível lógico.
Sem dúvida, o disco rígido foi um dos componentes que mais evoluiu na história da computação. O primeiro disco rígido foi construído pela IBM em 1957, e era formado por um conjunto de nada menos que 50 discos de 24 polegadas de diâmetro, com uma capacidade total de 5 Megabytes, algo espantoso para a época. Comparado com os discos atuais, este pioneiro custava uma verdadeira fortuna: 35 mil dólares. Porém, apesar de inicialmente, extremamente caros, os discos rígidos foram tornando-se populares nos sistemas corporativos, pois forneciam um meio rápido de armazenamento de dados.
Este primeiro disco rígido, foi chamado de RAMAC 350 e, posteriormente apelidado de Winchester, termo muito usado ainda hoje para designar HDs de qualquer espécie.
Winchester era um modelo de espingarda de dois canos, na época muito popular nos EUA. Alguém então relacionou isso com o fato do RAMAC ser composto por vários discos, surgindo o apelido.
Com o passar do tempo, os discos foram crescendo em capacidade, diminuindo em tamanho, ganhando em confiabilidade e tornando-se mais baratos. Os primeiros discos rígidos usados em computadores pessoais, no início da década de 80, eram compostos por discos de 5.25 polegadas de diâmetro, possuíam capacidades entre 5 e 20 MB e custavam a partir de 1500 dólares, enquanto que hoje em dia, cerca de 20 anos depois, é possível encontrar discos de 13 GB ou mais, por menos de 150 dólares, mesmo aqui no Brasil.
MANUAL DO DISCO RÍGIDO - BRINDE DADO NO KITHD POR KAMIKAZI
Como funciona um Disco Rígido
Dentro do disco rígido, os dados são gravados em discos magnéticos, chamados em Inglês de platters. O nome “disco rígido” vem justamente do fato dos discos internos serem lâminas metálicas extremamente rígidas. Os platters 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. Este disco é polido em salas limpas, para que se torne perfeitamente plano. A fim de permitir o armazenamento de dados, este disco é recoberto por uma segunda camada, agora de material magnético.
A aplicação da camada magnética é feita dos dois lados do disco, e pode ser feita de duas maneiras diferentes. A primeira chama-se eletroplating e é bem semelhante à eletrólise usada para banhar bijuterias à ouro. Esta técnica não permite uma superfície muito uniforme, e por isso, só é usada em HDs antigos, em geral os com menos de 500 MB. A técnica usada atualmente é muito mais precisa, chama-se sputtering e usa uma tecnologia semelhante à usada para soldar os transístores dos processadores.
Como a camada magnética tem apenas alguns mícrons de espessura, é recoberta por uma fina camada protetora, que oferece alguma proteção contra pequenos impactos. Esta camada é importante, pois apesar dos discos serem encapsulados em salas limpas, eles internamente contêm ar, com pressão semelhante à ambiente. Como veremos adiante, não seria possível um disco rígido funcionar caso internamente houvesse apenas vácuo.
Os HDs são hermeticamente fechados, a fim de impedir qualquer contaminação proveniente do meio externo, porém, nunca é possível manter um ambiente 100% livre de partículas de poeira. Um pequeno dano na camada protetora não interfere no processo de leitura/gravação, que é feito de forma magnética.
Os discos são montados em um eixo também feito de alumínio, que deve ser sólido o suficiente para evitar qualquer vibração dos discos, mesmo a altas rotações. Este é mais um componente que passa por um processo de polimento, já que os discos devem ficar perfeitamente presos e alinhados.
Finamente, temos o motor de rotação, responsável por manter uma rotação constante. O motor é um dos maiores responsáveis pela durabilidade do disco rígido, pois a maioria das falhas graves provêm justamente do motor.
Os HDs mais antigos utilizavam motores de 3,600 rotações por minuto, enquanto que atualmente, são utilizados motores de 5,600 ou 7,200 RPM, que podem chegar a mais
resultando em um ou vários setores defeituosos. Por isso, é sempre bom desligar o micro apenas na tela “o seu computador já pode ser desligado com segurança” do Windows.
Apesar do preço, um no-break será uma excelente aquisição, não só por aumentar sua tranqüilidade enquanto está trabalhando (já que mesmo se a eletricidade acabar, você ainda terá tempo suficiente para salvar seu trabalho e desligar tranqüilamente o micro), mas por prevenir danos aos discos rígidos. Atualmente os modelos mais baratos custam menos de 200 reais, menos de 15% do valor total de um micro simples.
A placa controladora
Todo o funcionamento do disco rígido, a movimentação da cabeça de leitura, a velocidade de rotação, a leitura e gravação dos dados, o envio e recebimento de dados através da porta IDE, etc. é coordenado pela placa controladora. Nos HDs mais antigos, a placa controladora era uma placa separada, conectada a um slot ISA e ligada ao HD por dois cabos de dados. Este arranjo era muito ineficiente, pois a distância tornava a comunicação muito susceptível a interferências e corrupção de dados.
A partir do advento dos discos IDE, a placa controladora passou a fazer parte do próprio disco rígido. Nada mais lógico, pois a placa controladora precisa ser construída de acordo com a arquitetura física do disco, e jamais funcionaria em outro modelo, sendo assim, não existiria motivo para mante-los separados. Além da praticidade, este arranjo permite uma comunicação de dados muito mais eficiente, já que são usados cabos muitos mas curtos. É por isso que não dizemos “controladora IDE” e sim “interface IDE”, pois ela funciona apenas como um meio de comunicação, já que a controladora faz parte do próprio disco rígido.
Apesar de pequena, a placa controladora de um disco atual é muito mais sofisticada do que um micro antigo inteiro, (um 286 por exemplo), possuem mais poder de processamento e até mesmo mais memória, na forma do cache ou buffer, por sinal um dos grandes responsáveis pelo desempenho dos HDs atualmente. Os HDs atuais podem trazer até 2 MB de cache, que armazena os dados acessados, diminuindo bastante o número de leituras. Dados armazenado no cache podem ser transferidos quase que instantaneamente, usando toda a velocidade permitida pela interface IDE, enquanto um acesso a dados gravados nos discos magnéticos demoraria muito mais tempo.
Diâmetro dos discos
O tamanho dos discos magnéticos determina o tamanho físico do disco rígido. Atualmente são utilizados discos de 3.5 polegadas de diâmetro, mas também é possível encontrar alguns modelos mais antigos de 5.25 polegadas (quase do tamanho de um drive de CD-ROM), como os modelos Quantum Bigfoot, muito vendidos até pouco tempo atrás.
Estes discos maiores, porém, não são uma boa opção, pois são bem mais lentos e mais passíveis de problemas que seus irmãos menores. Isso se deve à vários fatores: sendo os platters maiores, não se consegue fazê-los girar a uma velocidade muito alta, ocasionando lentidão no acesso aos dados gravados. Devido à superfície dos discos ser muito maior, as cabeças de leitura demoram muito mais tempo para conseguir localizar os dados, justamente devido à maior distância a ser percorrida.
Devido ao maior esforço, o mecanismo de rotação também é mais passível de defeitos e os discos magnéticos são mais vulneráveis a impactos e vibrações. Finalmente, por serem maiores, os discos acabam tornando-se mais caros de se produzir.
Existem também discos de 2.5 polegadas, destinados a notebooks, devido ao seu tamanho reduzido e baixo consumo de energia. Existem também, discos miniaturizados, destinados à aparelhos menores, como handhelds, palmtops, câmeras digitais, coletores de dados etc. que chegam a ser menores que uma moeda de 1 real.
Materiais utilizados
Existem pesquisas para desenvolver materiais mais baratos que as ligas de alumínio usadas atualmente, mas ao mesmo tempo rígidos o suficiente para substitui-las, o que poderia baratear substancialmente os discos rígidos. Ha muito os grandes fabricantes vêm fazendo pesquisas, a maioria com compostos de vidro ou plástico. A IBM foi a pioneira com os discos de vidro, com seu Deskstar 75GXP. A tecnologia desenvolvida pela IBM oferece até mesmo, algumas vantagens sobre os discos de alumínio tradicionais, já que o vidro é uma material mais duro, e justamente por isso, os discos são mais estáveis à altas rotações. Porém, os discos da IBM ainda são mais caros que modelos equivalentes com discos de alumínio. A Samsung vem trabalhando atualmente em discos de compostos plásticos, visando produzir discos de baixo custo. Porém, ao contrário do vidro, o plástico é um material muito pouco resistente, e os discos muito mais susceptíveis a deformações a altas temperaturas e altas rotações. É de se esperar que se chegarem a ser lançados, os discos de plástico sejam bem mais baratos que os de alumínio ou vidro, mas ao mesmo tempo, mais lentos e menos duráveis.
Já que todas as cabeças de leitura sempre estarão na mesma trilha de seus respectivos discos, deixamos de chamá-las de trilhas e passamos a usar o termo “cilindro”. Um cilindro nada mais é do que o conjunto de trilhas com o mesmo número nos vários discos. Por exemplo, o cilindro 1 é formado pela trilha 1 de cada face de disco, o cilindro 2 é formado pela trilha 2 de cada face, e assim por diante.
Zoned Bit Recording (ZBR)
A trilha mais externa de um disco rígido possui mais que o dobro de diâmetro da trilha mais interna e, consequentemente, possui capacidade para armazenar muito mais dados. Porém, nos primeiros discos rígidos, assim como nos disquetes, todas as trilhas do disco, independentemente de seu diâmetro, possuem o mesmo número de setores, fazendo com que nas trilhas mais externas, os setores ocupem um espaço muito maior do que os setores das trilhas mais internas.
Temos então um grande espaço desperdiçado, pois é preciso nivelar por baixo, fazendo com que todas as trilhas possuam o mesmo número de setores permitido pelas trilhas mais internas, acabando por desperdiçar enormes quantidades de espaço nas primeiras trilhas do disco.
O recurso de Zoned bit Recording permite variar a quantidade de setores por trilha, de acordo com o diâmetro da trilha a ser dividida, permitindo uma organização mais racional do espaço em disco e permitindo aumentar a densidade de gravação. A quantidade de setores em cada trilha é definida durante a formatação física do disco rígido, feita no final do processo de fabricação.
A seguir estão dois esquemas que ilustram dois discos, um mais antigo, que não utiliza o ZBR, e outro mais moderno que utiliza este recurso. Observe que a trilha mais interna do disco possui o mesmo número de setores, mas a trilha mais externa possui o dobro de setores no disco com ZBR. As demais trilhas possuem números intermediários, de acordo com sua posição no disco e seu diâmetro.
Densidade
Para criar um disco rígido de maior capacidade, podemos usar mais discos no mesmo HD, usar discos maiores, ou aumentar a densidade de gravação dos discos.
Simplesmente aumentar a quantidade de discos dentro do disco rígido, de 3 para 6 discos por exemplo, aumentaria apenas a capacidade do disco rígido, mas não sua performance. Caso aumentássemos o tamanho dos discos de 3.5 polegadas para 5.
polegadas por exemplo, também seria possível gravar mais dados nos discos, porém, novamente a velocidade de acesso aos dados ficaria comprometida.
Sendo assim, a maneira mais eficiente de aumentar a capacidade dos discos rígidos é justamente aumentando a densidade dos discos magnéticos. Aumentar a densidade, significa conseguir gravar mais dados no mesmo espaço físico. Podemos ter então mais trilhas no mesmo disco e cada trilha pode passar a ter mais setores, permitindo gravar mais dados num disco do mesmo tamanho.
Porém, aumentando a densidade dos discos surgem vários problemas. Diminuindo o espaço ocupado por cada bit no disco, enfraquecemos seu sinal magnético. Precisamos então de uma mídia de melhor qualidade, para que os dados possam manter-se estáveis no disco. Também precisamos desenvolver uma cabeça de leitura muito mais sensível, assim como aperfeiçoar os mecanismos de movimentação dos braços de leitura.
Apesar destas dificuldades, os fabricantes têm conseguido desenvolver incríveis tecnologias, que estão permitindo aumentar assustadoramente a densidade dos discos, permitindo que além de discos mais velozes, tenhamos uma queda vertiginosa no preço por Megabyte.
Como os Dados são Gravados e Lidos
O platter de um disco rígido é recoberto por uma camada magnética extremamente fina. Na verdade, quanto mais fina for a camada de gravação, maior será sua sensibilidade, e consequentemente maior será a densidade de gravação permitida por ela.
Os primeiros discos rígidos, assim como os discos usados no início da década de 80, utilizavam a mesma tecnologia de mídia magnética utilizada em disquetes, chamada “coated media”, que além de permitir uma baixa densidade de gravação, não é muito durável. Os discos atuais já utilizam mídia laminada (plated mídia); uma mídia mais densa, de qualidade muito superior, que permite a enorme capacidade de armazenamento dos discos modernos.
A cabeça de leitura e gravação de um disco rígido funciona como um eletroímã, semelhante aos que estudamos nas aulas de ciências do primário, sendo composta de uma bobina de fios que envolvem um núcleo de ferro. A diferença é que num disco rígido, este eletroímã é extremamente pequeno e preciso, a ponto de ser capaz de gravar trilhas medindo menos de um centésimo de milímetro.
Quando estão sendo gravados dados no disco, a cabeça utiliza seu campo magnético para organizar as moléculas de óxido de ferro da superfície de gravação, fazendo com
A divisão do disco em trilhas, setores e cilindros é chamada de formatação de baixo nível, ou formatação física. Os discos mais antigos, padrão ST-506 e ST-412 (que há mais de uma década deixaram de ser usados, sendo substituídos pelos discos padrão IDE e SCSI), eram muito mais simples que os atuais, permitindo que a formatação física fosse feita pelo próprio usuário através do Setup. Inclusive, estes discos precisavam ser periodicamente reformatados fisicamente. Isso acontecia por um problema simples: quando lidos pela cabeça de leitura, os setores do disco esquentavam e se expandiam, esfriando e contraindo-se logo em seguida.
Esta expansão e contração da superfície do disco, acabava por alterar a posição das trilhas, causando desalinhamento e dificultando a leitura dos dados pela cabeça magnética, sendo necessária uma nova formatação física para que as trilhas, setores e cilindros, voltassem às suas posições iniciais.
Para piorar, nesses discos obsoletos era utilizado um motor de passo para movimentar as cabeças eletromagnéticas que, por não ser completamente preciso, sempre acabava causando algum desalinhamento também.
Os HDs IDE e SCSI, usados atualmente, já são muito mais complexos que os discos antigos, sendo quase impossível determinar sua disposição de trilhas, setores e cilindros para possibilitar uma formatação física. Eles também não possuem o problema de desalinhamento, de modo que neles a formatação física é feita somente uma vez na fábrica.
Qualquer tentativa indevida de formatar fisicamente um disco moderno simplesmente não surtirá efeito, podendo em alguns casos raros, até mesmo inutilizar o disco. Concluindo, todos os HDs do padrão IDE ou SCSI não precisam ser formatados fisicamente, não sendo aconselhada qualquer tentativa.
Existem alguns programas, como o Ontrack Disk Manager ou o Maxtor Low Level Format, que são usados por alguns usuários como formatadores físicos. Na verdade, em sua maioria estes programas são simplesmente ferramentas de diagnóstico e correção de erros, na mesma linha do Scandisk, apenas com alguns recursos a mais, que checam o disco marcando setores defeituosos, permitindo também visualizar muitos outros erros lógicos no disco e corrigi-los. De qualquer maneira, a ação destes programas é apenas a nível lógico.
Outros programas como o ‘Zero Fill”, fazem um tipo de formatação irreversível, preenchendo todos os setores do disco com bits 0. A única diferença deste tipo de formatação, para a feita pelo comando “Format”, é que (pelo menos em teoria) não é possível recuperar nenhum dos dados anteriormente gravados no disco.
Finalmente, temos alguns programas antigos, assim como a opção de “Low Level Format” encontrada no Setup de placas mãe antigas, destinada a formatar fisicamente os antigos HDs padrão MFM e RLL. Quando usado em um HD IDE ou SCSI, este tipo de formatação simplesmente não funciona. Quando muito é apagado o Defect Map e o setor de Boot do HD, desfazendo a formatação lógica do disco e causando a perda dos dados gravados, sem entretanto, alterar a formatação física.
Algumas pessoas tentam usar placas mãe mais antigas, que possuem no Setup a opção de formatação de baixo nível para “formatar fisicamente” seus discos rígidos IDE a fim de eliminar setores danificados no disco. Este procedimento, além de poder causar danos ou mesmo a inutilização do disco rígido, não traz nenhuma vantagem.
Um setor danificado é uma pequena falha na superfície magnética do disco rígido, onde não se pode gravar dados com segurança. Estes danos na superfície do HD podem surgir devido a algum impacto forte, ou mesmo devido ao desgaste da mídia magnética, o que costuma ocorrer em HDs com muito uso. Quando rodamos algum utilitário de diagnóstico do disco rígido, como o Scandisk, que acompanha o Windows 95 ou 98, são testados todos os setores do disco rígido, e aqueles que estão danificados, são marcados como defeituosos numa área reservada do disco chamada de “Defect Map”, para que não sejam mais usados. Os setores danificados são comunmente chamados de “bad-blocks”.
Estes setores são marcados como defeituosos justamente por apresentarem tendência à corrupção dos dados gravados. Tentar apagar o Defect Map, faria apenas com que estes setores fossem novamente vistos como bons pelo sistema operacional. Esta tentativa desesperada não soluciona o problema, simplesmente faria com que as áreas danificadas do disco, antes marcadas, voltem a ser utilizadas, diminuindo a confiabilidade do disco
Sistema de Arquivos
Após a formatação física, temos um HD dividido em trilhas, setores e cilindros. Porém, para que este disco possa ser reconhecido e utilizado pelo sistema operacional, é necessária uma nova formatação, chamada de formatação lógica. A formatação lógica consiste em escrever no disco a estrutura do sistema de arquivos utilizado pelo sistema operacional.
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.
Para ilustrar este quadro, podemos imaginar que numa empresa tenhamos duas secretárias, ambas com a função de organizar vários documentos, de modo que possam
sistema operacional reconhece cada partição como um disco distinto: caso tenhamos duas partições, por exemplo, a primeira aparecerá como C:\ e a segunda como D:, exatamente como se tivéssemos dois discos rígidos instalados na máquina.
Um cluster é a menor unidade de alocação de arquivos reconhecida pelo sistema operacional, sendo que na FAT 16 podemos ter apenas 65 mil clusters por partição. Este limite existe devido a cada cluster ter um endereço único, através do qual é possível localizar onde determinado arquivo está armazenado. Um arquivo grande é gravado no disco fragmentado em vários clusters, mas um cluster não pode conter mais de um arquivo.
Em um disco de 2 Gigabytes formatado com FAT16, cada cluster possui 32 Kbytes. Digamos que vamos gravar neste disco 10,000 arquivos de texto, cada um com apenas 300 bytes. Como um cluster não pode conter mais do que um arquivo, cada arquivo iria ocupar um cluster inteiro, ou seja, 32 Kbytes! No total, estes nossos 10,000 arquivos de 300 bytes cada, ocupariam ao invés de apenas 3 Megabytes, um total de 320 Megabytes no disco! Um enorme desperdício de espaço.
É possível usar clusters menores usando a FAT16, porém, em partições pequenas:
Tamanho da Partição Tamanho dos Clusters usando FAT Entre 1 e 2 GB 32 Kbytes Menos que 1 GB 16 Kbytes Menos que 512 Mb 8 Kbytes Menos que 256 Mb 4 Kbytes Menos que 128 Mb 2 Kbytes
Justamente devido ao tamanho dos clusters, não é recomendável usar a FAT16 para formatar partições com mais de 1 GB, caso contrário, com clusters de 32KB, o desperdício de espaço em disco será brutal.
O Windows NT pode criar e utilizar partições FAT 16 com clusters de 64 KB, o que permite a criação de partições FAT 16 de até 4 GB. Porém, este não é um bom negócio, pois com clusters tão grandes, o desperdício de espaço será enorme. Apenas o Windows NT 4 e alguns programas formatadores, como o Partition Magic da Power Quest (www.powerquest.com.br) são capazes de criar estas partições, e apenas o Windows NT é capaz de acessá-las corretamente. O Windows 98 até pode acessar estas partições, mas você terá alguns problemas, como programas informando incorretamente o espaço livre do disco. Mas, segundo a Microsoft, não existe perigo de perda de dados.
A versão OSR/2 do Windows 95 (conhecido também como Windows "B"), trouxe um novo sistema de arquivos chamado FAT32, o qual continua sendo utilizado também no Windows 98 e suportado pelo Windows 2000.
FAT 32
Uma evolução natural da antiga FAT16, a FAT32 utiliza 32 bits para o endereçamento de cada cluster, permitindo clusters de apenas 4 KB, mesmo em partições maiores que 2 GB. O tamanho máximo de uma partição com FAT32 é de 2048 Gigabytes ( Terabytes), o que a torna adequada para os discos de grande capacidade que temos atualmente.
Usando este sistema de arquivos, nossos 10,000 arquivos de texto ocupariam apenas 40 Megabytes, uma economia de espaço considerável. De fato, quando convertemos uma partição de FAT16 para FAT32, é normal conseguirmos de 15 a 30% de diminuição do espaço ocupado no Disco. O problema, é que os outros sistemas operacionais, incluindo o Linux, o OS/2, e mesmo o Windows NT 4.0 e o Windows 95 antigo, não são capazes de acessar partições formatadas com FAT32; somente o Windows 95 OSR/2 e o Windows 98 o são.
A desfragmentação do disco, seja qual for o programa usado também será um pouco mais demorada devido ao maior número de clusters. Usando o defrag do Windows 98 por exemplo, a desfragmentação de um disco grande pode demorar mais de uma hora. Outros programas como o Norton Speed Disk já são bem mais rápidos, apesar de, mesmo neles, a desfragmentação demorar mais do que em unidades FAT 16.
Um outro problema é que, devido à maior quantidade de clusters à serem gerenciados, a performance do HD deve cair um pouco, em torno de 2 a 3%, algo imperceptível na prática de qualquer maneira. Ainda assim, caso seu único sistema operacional seja o Windows 95 OSR/2 ou o Windows 98, é recomendável o uso da FAT32, devido ao suporte a discos de grande capacidade e economia de espaço.
Convertendo unidades de FAT 16 para FAT 32
Caso você já esteja usando o Windows OSR/2 ou 98, mas seu HD esteja formatado com FAT16, você pode convertê-lo para FAT32 usando alguns programas específicos.
O primeiro é o FDISK, que pode ser encontrado num disco de boot do Windows 98 ou Windows 95 OSR/2. Para usá-lo, basta inicializar o micro usando o disquete de boot e digitar “FDISK” no prompt do DOS.
Outra alternativa para fazer a conversão, é usar o programa “Partition Magic” da Power Quest, que consegue converter a FAT16, sem perda de dados, não só para FAT32, mas
FAT 12
A FAT 12 foi o primeiro sistema de arquivos utilizado em micros PCs, antes mesmo da FAT 16. Neste arcaico sistema de arquivos, são usados apenas 12 bits para formar o endereço de cada cluster, permitindo um total de 4096 clusters. O tamanho máximo para cada cluster neste sistema é 4 KB, permitindo partições de até 16 MB.
Em 1981, quando o IBM PC foi lançado, 16 MB parecia ser uma capacidade satisfatória, já que naquela época os discos rígidos mais caros (chegavam a custar mais de 2000 dólares) não tinham mais que 10 MB, sendo mais comum o uso de discos de apenas 5 MB. Claro que, em se tratando de informática, por maior que seja um limite, ele jamais será suficiente por muito tempo. Um excelente exemplo é a célebre frase “Por que alguém iria precisar de mais de 640 KB de memória RAM?” dita por Bill Gates numa entrevista, no início da década de 80. Logo começaram a ser usados discos de 40, 80 ou 120 MB, obrigando a Microsoft a criar a FAT 16, e incluí-la na versão 4. do MS-DOS.
Por ser um sistema de arquivos mais simples do que a FAT 16, a FAT 12 ainda é utilizada pelo Windows 95/98/NT/2000 para formatar disquetes, onde temos clusters de 512 bytes.
NTFS
O NTFS é um sistema de arquivos de 32 bits usado pelo Windows NT. Nele não usamos clusters, sendo os setores do disco rígido endereçados diretamente.
A vantagem é que cada unidade de alocação possui apenas 512 bytes, sendo quase nenhum o desperdício de espaço em disco. Somente o Windows NT e o Windows 2000 são capazes de entender este formato de arquivos, e a opção de formatar o HD em NTFS é dada durante a instalação.
Apesar do Windows NT funcionar normalmente em partições formatadas com FAT16, é mais recomendável o uso do NTFS, pois além de não desperdiçarmos espaço com os clusters, e termos suporte a discos maiores que 2 Gigabytes, ele oferece também, vários recursos de gerenciamento de disco e de segurança, inexistentes na FAT16 ou FAT32. É possível, por exemplo, compactar isoladamente um determinado diretório do disco e existem várias cópias de segurança da FAT, tornando a possibilidade de perda de dados quase zero. Também existe o recurso de “Hot fix”, onde setores danificados são marcados automaticamente, sem a necessidade do uso de utilitários como o Scandisk.
NTFS 5
Este é o sistema de arquivos utilizado pelo Windows 2000. Como o W2K foi construído com base no Windows NT 4, nada mais natural do que continuar usando o mesmo sistema de arquivos, porém, com alguns aperfeiçoamentos como o Suporte ao Active Directory, que pode ser usado em redes baseadas no Windows 2000 Server.
O recurso mais enfatizado pela Microsoft é o Encripting File System , que permite criptografar os dados gravados no disco rígido, de modo que apenas o usuário possa acessá-los. Assim como o Windows NT, o W2K possui um bom sistema de segurança, que quando usado corretamente, só pode ser quebrado por alguém com profundos conhecimentos do sistema. Entretanto, esta segurança toda impede apenas o acesso ao sistema operacional. Alguém que tenho acesso físico ao micro, pode burlar isso facilmente, simplesmente instalando o HD como slave em outro micro. Este recurso de encriptação, é interessante, por exemplo, para profissionais de campo, que levam dados secretos em seus laptops. É possível tanto criptografar o disco inteiro, quanto pastas ou arquivos individuais.
O Windows 2000 quando instalado, converte automaticamente unidades NTFS para NTFS 5, também oferecendo a opção de converter unidades FAT16 ou FAT32, sem perda de dados. As unidades NTFS 5 podem ser acessadas pelo Windows NT, com exceção claro, dos diretórios criptografados. Alguns outros recursos nativos do NTFS 5 também não funcionarão, mas os dados poderão ser acessados sem problemas. Do ponto de vista de um usuário doméstico, porém, o recurso mais interessante é a possibilidade de compactar pastas ou arquivos individualmente. No Windows 95/98 é possível compactar uma unidade de disco usando o Double Space, porém, só é possível compactar partições inteiras, o que normalmente acaba não sendo um bom negócio, pois diminui bastante a velocidade do micro e aumenta a possibilidade de perda de dados.
Usando o Windows 2000 em uma partição NTFS, podemos juntar o melhor dos dois mundos, compactando apenas as pastas ou arquivos que não são usados freqüentemente, para ganhar espaço. É possível acessar as pastas compactadas normalmente através no Windows Explorer; o acesso aos dados será um pouco mais lento, mas, usando a partir de um Pentium II 300 provavelmente você nem sinta a diferença.
Para compactar um arquivo ou pasta basta clicar sobre ele com o botão direito do mouse, em seguida “propriedades” e “avançadas”. Basta agora marcar a opção de compactar arquivos para economizar espaço.
setores, cilindros, etc.), nem a maneira como a controladora do disco rígido o utilizará, mas apenas a maneira como o sistema operacional enxergará e utilizará o disco.
Como todas estas estruturas são criadas a nível lógico (software), não existe nenhum problema em reformatar um disco onde foi instalado o Windows 98, por exemplo, para que se possa instalar o Linux, OS/2 ou qualquer outro sistema operacional, basta que você tenha o programa formatador adequado.
Setor de Boot
Durante o boot, logo após executar os testes do Post, o próximo passo do BIOS será carregar 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 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. Geralmente também são gravadas mensagens de erro, como a clássica “Non- System disk or disk error...”. Veja alguns trechos do setor de boot de um HD onde foi instalado o MS-DOS 6.2:
.<.MSDOS6.2...H$NO NA ME FAT16 .... Non-System disk or disk error...Replace and press any key when read... IO.SYS MSDOS.SYS>.
Ao ler este pequeno programa, o BIOS saberá que o disco foi formatado usando a FAT 16, que está instalado o MS-DOS 6.2, e que deverá carregar os arquivos IO.SYS e MSDOS.SYS que estão no diretório raiz do disco rígido para poder inicializar o micro. Caso alguma coisa dê errada, então será exibida a mensagem de erro “Non-System disk or disk error...Replace and press any key when read” também informada no setor de boot.
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.
A existência de um setor de boot é justamente o que difere um disco de boot de um disco sem sistema. Se você simplesmente gravar os arquivos de inicialização em um disquete ou disco rígido virgem, usando o comando “Copy” ou arrastando-os através do Windows Explorer, não conseguirá inicializar o micro através dele, pois apesar de todos os arquivos necessários estarem lá, o BIOS não será capaz de encontrá-los devido à inexistência de um setor de boot. Para criar um disquete de boot ou tornar o disco
rígido bootável, você deverá usar o comando “SYS” seguido da letra do drive, como em “Sys A:” ou “Sys C:”. Neste caso, além de serem copiados os arquivos de sistema, será criado o setor de boot.
Alguns tipos de vírus são capazes de se instalar no setor de boot, que se revela o local ideal para alojar estes programas destrutivos, pois como este setor é lido toda vez que o micro é ligado, o vírus sempre seria carregado na memória junto com o sistema operacional. Neste caso, o vírus não seria eliminado nem mesmo com a formatação do disco rígido, já que usando o comando “Format” não reescrevemos o setor de boot onde o vírus está alojado.
Para acabar com este tipo de vírus, a solução seria depois de formatar o disco, usar o comando “Fdisk /MBR” para reescrever o setor de boot. Depois disto bastará fazer a reinstalação do sistema operacional ou usar o bom e velho “Sys C:” para reescrever o setor. Este procedimento às vezes é necessário também para remover programas gerenciadores de Boot, como o Lilo do Linux. Obviamente, a formatação do disco rígido só é necessária caso você não tenha acesso a nenhum bom antivírus.
FAT
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, 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.
O Norton Utilities possui um utilitário chamado “Rescue Disk”, que permite armazenar uma cópia da FAT em disquetes. Caso seu HD seja acidentalmente formatado por um vírus, ou por qualquer outro motivo, você poderá restaurar a FAT com a ajuda destes discos, voltando a ter acesso a todos os dados, como se nada tivesse acontecido. Mesmo que você não possua uma cópia da FAT, é possível recuperar dados usando um outro utilitário do Norton Utilities, chamado Diskedit, que permite acessar diretamente
