Por que um sistema operacional precisa de um gerenciamento de arquivos?

O sistema de arquivos é um conjunto usado em todos os HDs, SSDs e chips de memória flash. Caso os componentes não tenham o sistema, os dados armazenados não poderão ser localizados e muito menos lidos em computadores e celulares com Windows, Linux, iOS ou Android. 

Entenda agora o que é o sistema de arquivos, a diferença entre os padrões e qual a utilidade do conjunto no seu PC. Atualmente, o sistema utilizado é o NTFS, considerado mais seguro, com criptografia e recursos de recuperação de erros no disco. 

O que é um sistema de arquivos

Na prática, um sistema de arquivo (file system, do inglês) é um conjunto de estruturas lógicas, ou seja, feitas diretamente via software, que permite ao sistema operacional ter acesso e controlar os dados gravados no disco.

Cada sistema operacional lida com um sistema de arquivos diferente e cada sistema de arquivos possui as suas peculiaridades, como limitações, qualidade, velocidade, gerenciamento de espaço, entre outras características. É o sistema de arquivos que define como os bytes que compõem um arquivo serão armazenados no disco e de que forma o sistema operacional terá acesso aos dados.

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O constante crescimento da capacidade de armazenamento dos discos rígidos contribuiu para a variedade de sistemas de arquivos. Antes, os HDs tinham baixa capacidade de armazenamento. Hoje em dia, não é raro encontrar discos com 1 TB ou mais, mesmo em computadores simples.

Variedade de sistemas de arquivos

Cada sistema operacional exige um sistema de arquivos diferente. Além disso, a própria evolução dos dispositivos de armazenamento contribuíram para o surgimento de novos sistemas.

No universo Windows, o número de sistemas de arquivos é mais limitado. Na época do Windows 95, a Microsoft usava o sistema de arquivos FAT16. Devido às suas limitações, foi substituído pelo FAT32 que, anos depois, foi substituído pelo NTFS. Este é usado até hoje e se estabeleceu devido à flexibilidade.

O Linux é compatível com uma grande variedade de sistemas de arquivos (Foto: Divulgação/Linux) — Foto: TechTudo

Já no amplo universo Linux, onde é possível encontrar uma enorme variedade de distribuições, o leque de sistemas de arquivos é bem maior. Os mais usados são o EXT3 e o EXT4, bem como o ReiserFS. Também há o XFS e o JFS, menos conhecidos.

Se você é um usuário comum, provavelmente nunca ouviu falar nestes sistemas de arquivos. Porém, são bastante usados em servidores que, em sua maioria, usam sistemas operacionais baseados em Unix.

Diferenças entre os principais sistemas de arquivos

As primeiras versões do Windows usavam um sistema de arquivo chamado FAT16. O nome FAT deriva da sigla, em inglês, File Allocation Table. Este sistema de arquivos possui uma tabela que serve como um mapa de utilização do disco.

O numeral 16 deriva do fato de que cada posição no disco utiliza uma área variável de 16 bits. O sistema FAT16 trabalha com setores de alocação, também conhecidos como clusters. Cada cluster tem um tamanho específico, dependendo da capacidade total do disco rígido. O grande problema é que este padrãp não lidava com discos maiores que 2 GB e os clusters eram muito grandes, o que acabava ocasionando um desperdício de espaço.

Para diminuir o desperdício, foi lançada uma atualização, chamada de FAT32. Este sistema de arquivos passou a ser usado no Windows 95 até o Windows Me. Nele, o tamanho dos clusters é menor, desperdiçando menos espaço. No entanto, o padrão 32 trazia um outro problema: era muito lento. Em geral, era 6% mais lento que o sistema FAT16.

Para completar a lista de desvantagens, em discos formatados com o sistema de arquivos FAT32, não é possível ter partições maiores do que 32 GB. Para piorar a situação, o sistema é incapaz de reconhecer arquivos maiores que 4 GB em sistemas FAT32. Além disso, é totalmente inseguro. Qualquer pessoa com acesso ao disco pode ler todos os arquivos.

Para resolver todos esses problemas, foi criado o sistema de arquivos NTFS (New Technology File System – Nova Tecnologia de Sistema de Arquivos). O NTFS é mais seguro, possui recursos de recuperação de erros no disco, suporte para discos rígidos de maior capacidade, suporte a configuração de permissões e criptografia.

A partir do NTFS foi possível configurar permissões para cada tipo de arquivo. Isso impede que usuários sem autorização tenham acesso a determinados arquivos em seu computador. Além disso, o padrão não usa clusters, portanto, não há desperdício de espaço. Esse sistema de arquivos deu tão certo que é utilizado até hoje em sistemas Windows, tal como o mais recente Windows 10.

Sendo da área da tecnologia ou não, certamente você já deve ter ouvido falar em sistema operacional. Existem vários conceitos sobre, porém uma coisa é fato: ele é essencial! 

No artigo de hoje você vai aprender o que é sistema operacional, o que ele faz em seu computador e qual o papel dele na programação. 

O que é sistema operacional?

O sistema operacional nada mais é do que o programa mais importante para ser executado em um computador. Esse programa permite ao usuário a opção de usar o equipamento, realizando diversas tarefas, como redigir textos ou fazer cálculos. Ele também é conhecido como SO e é instalado no disco rígido do computador, possibilitando que os dispositivos da máquina executem programas e se comuniquem. 

Ou seja, sem um sistema operacional tanto o computador quanto os demais programas ali existentes seriam praticamente inutilizáveis. 

Primeira geração

Nos anos 50 surgiram os primeiros sistemas operacionais, em 1953 a IMB lançou o computador IMBM701 com o primeiro sistema operacional, chamado monitor.

Segunda geração

Entre os anos de 1955 e 1965 destacaram-se os sistemas batch nos quais os programas eram carregados em fitas que eram gerenciadas por um computador especial, este talvez tenha sido considerado o primeiro sistema operacional, que era usado para engenharia e cálculos científicos. 

Terceira geração

Na década de 60 ocorreu uma das principais inovações, que era o uso de circuitos integrados (CIs) no lugar de transitores separados. Nesse mesmo tempo, também começou a ser usada uma nova técnicas nos sistemas: a multiprogramação, que era capaz de executar programas de forma alternada, dessa forma a CPU não ficava ociosa. 

Quarta geração

Microsoft, Apple e Laboratórios Bell foram os principais atuantes na década de 60. Desde essa época até os dias atuais, todos os sistemas operacionais serviram como base, mas foram sendo aprimorados conforme as novas tecnologias.

Quais as funções do Sistema Operacional?

Confira abaixo quais as principais funções de um sistema operacional.

Gerenciamento de Processos

O gerenciamento de processos é uma das partes mais importantes de um sistema operacional. Processos são recursos que um programa necessita executar.

Isso envolve: tempo de CPU, uso da memória e os arquivos que o aplicativo precisa para funcionar corretamente.

A única dificuldade é que o gerenciamento de processos é realizado através de uma máquina que define prioridades excessivas para as tarefas que serão executadas, e muitas vezes, tarefas sem importância permanecem sem implementação. 

Gerenciamento de Memória

O gerenciamento de memória é outro fator importante do sistema operacional. É válido ressaltar a importância do sistema operacional ser o responsável pelo gerenciamento de memória, para que não fique sobrecarregado, evitando assim que qualquer dado ou informação sejam perdidos. 

Gerenciamento de Dispositivo

A gerência de dispositivos é uma das principais funções do sistema operacional, sendo implementada por meio de uma estrutura de camadas de software e hardware. E procura oferecer ao usuário uma interface simples. 

Operações de Entrada/Saída 

• Independência de dispositivos - o sistema deve se comunicar com qualquer tipo de dispositivo conectado ao computador.

Gerenciamento de Arquivos

O sistema operacional arquiva, cria e exclui os arquivos existentes, além de disponibilizar as ferramentas essenciais para poder acessar esses arquivos a qualquer momento. Ele também pode ser configurado para fazer cópias de backup de todos os arquivos, para que em casos de problemas, eles não sejam perdidos. 

Segurança

Existem diversos vírus que podem afetar nosso sistema, então o sistema operacional assegura que isso não ocorra. O sistema operacional é responsável pela segurança da máquina, tendo como uma das tarefas mais importantes o acesso de usuários e/ou programas onde eles não poderiam. 

Lembrando que, você pode configurar o sistema operacional para que as verificações ocorram periodicamente.

Controle da performance do sistema 

Ao lado do sistema operacional estão instalados alguns aplicativos padrões, mas que não são considerados como um sistema. Tais aplicativos, disponibilizam um ambiente básico para o desenvolvimento dos programas instalados em nossa máquina. 

Ele também informa se é necessário realizar ou aprovar alguma ação, como por exemplo, as atualizações automáticas. 

Ajuda de detecção de erros

Mensagens de erro, rastreamentos e demais ajuda na detecção de erros.

Administração de serviços

Controle de tempo e de recursos utilizados por vários trabalhos e também usuários.

Quais os tipos de sistemas operacionais?

Os primeiros computadores não podiam contar com o Windows, pois, antigamente o usuário não contava com uma interface gráfica e nem interativa. Então, tudo funcionava através de comandos, ou seja, o usuário tinha a sua vez de digitar comandos no teclado e em seguida eles eram executados, algo semelhante a programação. 

Hoje temos vários sistemas operacionais disponíveis, o que os distingue são suas formas de executar funções. Confira abaixo quais são alguns dos sistemas operacionais:

Sistema operacional Linux Ubuntu

O Ubuntu é um sistema operacional (pt-BR) ou sistema operativo (pt-PT) de código aberto, que foi construído a partir do núcleo Linux. Esse sistema operacional foi desenvolvido pela Canonical por volta de 2004 e é conhecido por ser seguro e constantemente atualizado. 

Sistema operacional Windows

Criado pela Microsoft o sistema operacional Windows, foi feito sob o comando de Bill Gates e Paul Allen e já passou por diversas atualizações. 

O primeiro foi lançado em 1985 e em cada evolução ele trouxe consigo mais clareza nas tarefas evidenciadas no design escolhido para cada ano. Por ser simples e fácil, o Windows é o sistema mais utilizado entre as empresas e pessoas. 

Sistema operacional Android

O Android foi lançado oficialmente em 2008 e é um sistema operacional para dispositivos móveis. A empresa Android Inc. foi fundada em 2003, na Califórnia, pelos empresários Andy Rubin, Rich Miner, Nick Sears e Chris White e foi adquirida em 2005 pelo Google. O sistema foi baseado e desenvolvido no kernel do Linux. 

É também um dos sistemas operacionais mobile mais utilizados no mundo.

Sistema operacional Apple

O iOs é o sistema operacional móvel da Apple, foi desenvolvido originalmente para o iPhone, iPad e o iPod Touch até a introdução do iPados em 2019, um sistema derivado do iOS.

Sistema operacional Endless OS

Esse sistema é completamente baseado em Linux, é um sistema novo, não sendo uma atualização de sistemas antigos, é um sistema operacional como o Windows.

Conclusão

Por fim, através deste conteúdo foi explicado o que é sistema operacional, além de apresentar os sistemas operacionais mais utilizados. Conhecer sobre os sistemas operacionais é algo essencial para um desenvolvedor. E caso esteja iniciando na área, isso também é válido, afinal lidamos com sistemas operacionais constantemente em diversos dispositivos.

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Por que o gerenciamento de arquivos é importante para a performance geral do sistema?

Qual é a importância de um sistema de arquivos?