O que é HFS +?

16 de janeiro de 2025

Os sistemas de arquivos organizam como os dados são armazenados e recuperados em dispositivos de armazenamento. HFS+ é um exemplo de um sistema de arquivos que gerencia como as informações são organizadas e acessadas, especificamente dentro de ambientes de computação da Apple. Foi introduzido para abordar limitações encontradas em formatos de sistema de arquivo mais antigos e incorpora recursos aprimorados para lidar com grandes volumes de dados.

O que é HFS+?

O que é HFS +?

HFS+ significa Hierarchical File System Plus. É uma versão aprimorada do Hierarchical File System (HFS) original projetado pela Apple. O HFS+ foi introduzido em 1998 junto com o Mac OS 8.1 como uma solução mais robusta para disco rígido organização, alocação aprimorada de grandes volumes de armazenamento e gerenciamento de arquivos mais eficiente. Ele usa uma estrutura baseada em árvore B estrutura de dados for diretórios e arquivo metadados. O sistema também integra atributos estendidos, nomenclatura de arquivos Unicode e recursos de registro em diário para reduzir corrupção riscos durante paradas ou falhas inesperadas.

Para que é usado o HFS+?

O HFS+ é conhecido por lidar com maiores lima tamanhos em comparação ao seu antecessor, suportando recuperação eficiente de dados e mantendo a integridade dos arquivos por meio de registro em diário.

Aqui estão os principais objetivos do HFS+:

  • Gerenciando partições de disco em sistemas mais antigos e legado Computadores Mac.
  • Armazenar e recuperar arquivos grandes em ambientes macOS (especialmente antes da introdução do Sistema de arquivos Apple (APFS).
  • Fornecendo compatibilidade com versões anteriores de Macs mais antigos sistemas operacionais.
  • Oferecendo um recurso de registro para manter a consistência em caso de falhas de energia ou reinicializações inesperadas.

Qual sistema operacional usa o sistema de arquivos HFS+?

O HFS+ está vinculado aos sistemas operacionais da Apple há muitos anos. Versões anteriores do macOS e certos sistemas relacionados à Apple dependiam muito do HFS+ antes do APFS se tornar o padrão.

Aqui está uma lista de sistemas operacionais que implementaram HFS+:

  • Mac OS 8.1 até Mac OS 9.
  • Versões do macOS (antigo OS X) até o macOS High Sierra (a transição parcial para o APFS começou por volta do macOS Sierra para unidades de estado sólido).
  • Partições de recuperação do macOS em versões mais antigas do macOS.
  • Software do iPod (os modelos clássicos do iPod usavam HFS+ quando montados no macOS).

Estrutura HFS+

Aqui estão os principais elementos da estrutura HFS+:

  • Cabeçalho do volume. Contém detalhes fundamentais sobre o volume, como o tamanho do bloco, o número total de arquivos e referências a outras estruturas críticas. Ele serve como o ponto de entrada primário para utilitários do sistema que analisam ou reparam o sistema de arquivos.
  • Arquivo de alocação. Identifica quais blocos no meio de armazenamento já estão ocupados e quais estão disponíveis para novos dados. Ele funciona como um mapa para espaço em disco livre e em uso, permitindo que o sistema localize blocos adequados para crescimento de arquivo e criação de novo arquivo.
  • Arquivo de catálogo. Implementa uma árvore B que registra arquivos e dobrador informações. As entradas incluem nomes de arquivo, IDs de arquivo e seus relacionamentos hierárquicos. O uso de uma estrutura B-tree acelera as tarefas de busca, inserção e exclusão, o que é crucial para manter o desempenho eficiente em volumes maiores.
  • Arquivo de estouro de extensões. Armazena informações detalhadas sobre extensões de arquivo quando um arquivo se torna muito grande ou altamente fragmentado para ser descrito completamente dentro do catálogo principal. Como esses registros de estouro também são organizados por meio de uma árvore B, os tempos de pesquisa permanecem previsíveis e gerenciáveis.
  • Arquivo de atributos. Mantém atributos de metadados estendidos associados a arquivos, como Formulário on line- dados específicos, ícones personalizados e tags definidas pelo usuário. Ao isolar atributos estendidos em um arquivo dedicado, o HFS+ preserva uma separação limpa entre dados principais e metadados suplementares.
  • Arquivo de inicialização. Auxilia com bota processos sob certas configurações Mac legadas. Ele pode conter código ou informações específicas do sistema necessárias para iniciar sistemas operacionais Mac mais antigos ou melhorar a compatibilidade com sistemas especiais Hardwares.

Características do HFS+

O HFS+ incorpora múltiplos componentes técnicos que melhoram a eficiência, integridade de dados, e compatibilidade dentro de ecossistemas centrados na Apple. Aqui estão suas principais características:

Diário

O registro em diário no HFS+ rastreia alterações nos metadados do sistema de arquivos, como anuário atualizações e informações de alocação de arquivos. O diário é armazenado como um log contínuo de operações de metadados, incluindo criações, exclusões e renomeações de arquivos.

O registro no diário garante a consistência ao reproduzir ou descartar transações incompletas em caso de desligamento do sistema. pânico do kernel, ou ocorre perda de energia. O diário em si é mantido em uma área dedicada no dispositivo de armazenamento, permitindo que o HFS+ valide a integridade das estruturas do sistema de arquivos quando o sistema reinicia.

Esse recurso de registro no diário ajuda a reduzir a corrupção do disco e simplifica o processo de recuperação do sistema de arquivos porque alivia a necessidade de verificações demoradas de todo o disco.

Suporte Unicode

O HFS+ suporta nomes de arquivo baseados em Unicode, permitindo uma ampla gama de caracteres de vários sistemas de escrita. Esse suporte a Unicode acomoda idiomas que usam scripts não latinos, como chinês, japonês, árabe e cirílico, bem como símbolos estendidos e marcas diacríticas.

A adoção de nomes de arquivo baseados em Unicode remove muitas das restrições de nomenclatura vistas em sistemas de arquivo mais antigos, permitindo convenções de nomenclatura multilíngues e caracteres especiais. A conformidade com Unicode garante que os arquivos mantenham nomenclatura consistente em diferentes ambientes de software que dependem do tratamento de caracteres Unicode.

Suporte a arquivos e volumes grandes

O HFS+ fornece a capacidade de lidar com tamanhos de arquivo grandes e volumes de disco de forma mais eficaz do que seu predecessor, o HFS. Essa melhoria é atribuída ao uso de 32-bocado mapeamento de alocação, que oferece capacidade mais ampla do que a abordagem original de 16 bits usada pelo HFS.

O tamanho máximo teórico do volume do HFS+ atinge vários terabytes, garantindo que os dispositivos de armazenamento modernos possam ser totalmente utilizados sem atingir os limites impostos pelo sistema de arquivos. Estratégias eficientes de alocação de blocos melhoram ainda mais o desempenho ao diminuir a probabilidade de fragmentação precoce de arquivos. O manuseio de arquivos grandes permite que o HFS+ armazene mídia de alta resolução, bibliotecas de software complexas e arquivos de dados substanciais sem exigir particionamento adicional.

Atributos estendidos

Atributos estendidos no HFS+ fornecem um mecanismo para anexar metadados extras a arquivos e diretórios. Esses metadados podem incluir informações como rótulos específicos do sistema, configurações de aplicativo e dados de ícones personalizados. Atributos estendidos existem junto com o fork de dados e o fork de recursos tradicionais encontrados em estruturas de arquivo clássicas do macOS.

Armazenar esses componentes de dados suplementares permite que aplicativos especializados e o sistema operacional macOS mantenham propriedades de arquivo intrincadas sem desorganizar listagens de diretórios ou nomes de arquivo. Ao segregar esses dados auxiliares, o HFS+ suporta marcação de arquivo mais sofisticada e fluxos de trabalho de aplicativo avançados.

Quais são as vantagens do HFS+

Abaixo estão listados os benefícios do HFS+.

Confiabilidade por meio do registro no diário

O journaling aumenta a confiabilidade ao registrar alterações de metadados em uma área discreta do disco. Esse processo reduz o risco de corrupção de dados causada por interrupções abruptas ou falhas de energia. Quando o sistema reinicia, o HFS+ consulta o journal para reconciliar operações incompletas, garantindo que diretórios de arquivos, tabelas de alocação e outros elementos estruturais permaneçam consistentes.

Tempos de recuperação mais rápidos são realizados porque o sistema analisa um log conciso em vez de escanear todo o sistema de arquivos em busca de erros. Essa confiabilidade é particularmente benéfica em ambientes onde uptime e a segurança dos dados são essenciais.

Implementação eficiente de B-Tree

Uma escolha fundamental de design no HFS+ é o uso de estruturas de árvore B para gerenciar componentes-chave do sistema de arquivos, como o arquivo de catálogo e o arquivo de estouro de extensões.

O Catalog File mantém relacionamentos hierárquicos entre arquivos e pastas, armazenando entradas que fazem referência a locais, nomes de arquivos e IDs exclusivos. O Extents Overflow File preserva detalhes sobre fragmentos de arquivo ou extensões que não cabem na entrada primária do catálogo.

A indexação B-tree simplifica operações como pesquisa, inserção e exclusão de arquivos ao organizar dados em uma estrutura balanceada e auto-otimizada. Essa estratégia reduz os tempos de recuperação, acelera as atualizações de metadados e contribui para a eficiência geral do sistema de arquivos.

Manuseio de Grande Volume

O HFS+ aborda restrições de tamanho de volume encontradas em sistemas de arquivos mais antigos, suportando capacidades de armazenamento que se estendem até a faixa de vários terabytes. Esse design permite que os usuários consolidem conjuntos de dados massivos sem recorrer à criação de inúmeras partições menores.

Como o HFS+ usa mapeamentos de alocação de 32 bits, ele pode rastrear significativamente mais blocos do que os sistemas anteriores de 16 bits. Essa capacidade é essencial para usuários profissionais que trabalham com projetos multimídia extensivos, análise de dados científicos e outros casos de uso de alta capacidade.

Compatibilidade com versões anteriores

A compatibilidade com versões anteriores continua sendo uma vantagem central do HFS+. Sistemas que ainda usam versões mais antigas do macOS ou lançamentos clássicos do Mac OS continuam capazes de acessar volumes HFS+.

Essa integração perfeita previne complicações de migração de dados e garante que os usuários mantenham acesso à mídia de armazenamento existente durante as transições de versão. Indivíduos ou organizações que dependem de hardware legado ou ambientes de software especializados se beneficiam de um sistema de arquivos que une a funcionalidade moderna com tecnologias Mac mais antigas.

Quais são as desvantagens do HFS+?

Aqui estão as desvantagens de usar HFS+.

Compatibilidade limitada fora da Apple

O HFS+ opera nativamente dentro dos sistemas operacionais da Apple, permitindo capacidades diretas de leitura e gravação na maioria das versões do macOS. No entanto, plataformas como Windows e Linux não tem suporte embutido e completo de leitura e gravação para HFS+. Drivers de terceiros ou utilitários de software são frequentemente necessários para atingir o compartilhamento funcional de arquivos entre plataformas.

Essa limitação complica a troca de dados em ambientes heterogêneos ou em cenários em que uma única unidade externa é usada em vários sistemas operacionais.

Possíveis problemas de fragmentação

Envie o fragmentação acontece quando os arquivos são divididos em blocos não contíguos no disco. A fragmentação ocorre com mais frequência quando um meio de armazenamento está quase cheio ou quando a criação, exclusão e modificação frequentes de arquivos resultam em porções de arquivos espalhadas pelo volume. Embora a organização B-tree ajude a mitigar algumas ineficiências, a fragmentação continua sendo uma possibilidade no HFS+.

A fragmentação reduz o desempenho de leitura e gravação e aumenta os tempos de busca, o que pode se tornar problemático em ambientes de alta demanda. cargas de trabalho. Os usuários podem precisar empregar otimização de disco ou desfragmentação técnicas para manter o desempenho máximo ao longo do tempo.

Design desatualizado para SSDs modernos

O HFS+ foi desenvolvido quando os discos rígidos rotacionais eram a tecnologia de armazenamento dominante. Unidades de estado sólido (SSDs) apresentam características distintas, como tempos de acesso mais rápidos e a necessidade de nivelamento de desgaste, que o HFS+ não aborda diretamente no nível do sistema de arquivos.

O Apple File System (APFS), que substitui o HFS+, incorpora otimizações para desempenho de SSD, incluindo gerenciamento de metadados mais eficiente, compartilhamento de espaço e snapshots. O HFS+ continua funcional em SSDs, mas não tem os recursos sofisticados que o APFS fornece para mídias de estado sólido modernas.

Falta de recursos de criptografia nativos

O HFS+ não inclui integrado criptografia na camada do sistema de arquivos. Recursos de criptografia no macOS, como FileVault, operam acima do sistema de arquivos, adicionando um wrapper de criptografia ao redor do volume em vez de integrar processos criptográficos na estrutura do sistema de arquivos principal.

O APFS melhora o HFS+ nesse aspecto ao oferecer criptografia nativa que interage mais de perto com as operações do sistema de arquivos. Essa diferença de design torna o HFS+ menos adequado para ambientes focados em segurança que priorizam criptografia granular em disco em todos os volumes ou arquivos.


Nikola
Kostic
Nikola é um escritor experiente e apaixonado por todas as coisas de alta tecnologia. Depois de se formar em jornalismo e ciências políticas, trabalhou nos setores de telecomunicações e serviços bancários on-line. Atualmente escrevendo para phoenixNAP, ele é especialista em analisar questões complexas sobre economia digital, comércio eletrônico e tecnologia da informação.