O que é um Sistema de Arquivos em um Computador?
Um sistema de arquivos (em Inglês: file system) é um método que o computador usa para organizar arquivos de computador em uma mídia feita para armazenar dados digitais, tal como um disco rígido, SSD, pen drive, etc. Nomes de sistemas de arquivos comuns incluem NTFS, FAT32, EXT4, e Btrfs.
As mídias são capazes de conter X bytes de dados dentro delas em uma sequência contínua: o primeiro byte é 10001011, o segundo byte é 00110011, e assim por diante. Uma mídia de 500 gigabytes de capacidade teria uma sequência de trilhões de bits. A mídia só sabe dizer qual o valor de cada byte em cada posição da sequência, ela não entende o conceito de arquivos.
Para termos arquivos, que contém uma quantidade de bytes, precisamos formatar a mídia usando um sistema de arquivos. A formatação não muda o jeito que a mídia funciona nem faz ela entender o conceito de arquivos, mas simplesmente cria uma estrutura básica de bytes que servirá para organizar os arquivos. Depois disso, programas de computador (ou melhor, o sistema operacional) usaram modificarão essa estrutura para criar arquivos.
Em princípio o que ocorre é que você terá um "arquivo-índice" escondido que conterá uma lista de todos os arquivos do sistema, em qual byte eles começam na mídia e em qual bytes eles terminam. Toda vez que você cria um arquivo ou o renomeia, essa lista é atualizada.
Normalmente, sistemas de arquivos usam "setores" em vez de bytes para endereçar arquivos. Por exemplo, se cada setor tiver 4 kilobytes em um sistema e você criar um arquivo de 1 byte, esse arquivo ocupará 4 kilobytes no disco, pois não é possível reservar um espaço no disco de um byte apenas para o arquivo. Se ele passar um pouquinho de 4 kilobytes, ele terá 8 kilobytes.
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