O que é formatar?

Vou fazer analogia com um estacionamento de carros. As vagas são pintadas de amarelo. O estacionamento é o HD, e as faixas são o sistema de arquivos, os carros são os arquivos e o sistema operacional.

Para mover os carros de lugar, retirar alguns, colocar outros, não há necessidade de pintar as vagas novamente. Quando você pinta as vagas, obrigatoriamente tem que retirar os carros, para pintar corretamente, você pode inclusive pintar de uma maneira diferente (trocar de sistema de arquivos) e colocar carros bem diferentes dos que estavam lá antes, colocar caminhões, ou motos (trocar de sistema operacional), para isso a pintura das vagas tem que se enquadrar com o que vai ser estacionado nelas...

Formatar seria repintar o estacionamento todo.

Reinstalar o Windows ou o Linux seria mover os carros de lugar, tirar alguns e colocar outros, sem mexer na pintura das vagas.

Mudar a pintura das vagas, seria trocar o sistema de arquivos.

Mudar o tipo de veículo (carro, moto, caminhão), é como trocar de sistema operacional.

A forma como a controladora de disco vê o HD (pendrive ou cartão de memória) é bem diferente de como o sistema operacional o vê. A controladora enxerga trilhas setores e cilindros, o sistema operacional enxerga apenas uma lista de endereços, chamados clusters ou blocos. O fato da controladora "esconder" as informações sobre a organização do HD é o que faz com que o sistema operacional seja compatível com todos os HD's existentes.

Caso aconteça do Insigne não detectar o HD durante a instalação do sistema, esse problema é causado pela falta de drivers para a interface IDE ou controladora SATA e não por causa do HD em si. É possível também que o HD não esteja conectado ou com mal contado.

O que é formatação física? Isso realmente existe?

Sim, a formatação física existe e era muito usada em HDs antigos, hoje esse processo não é mais necessário, pois os HDs são muito confiáveis e as controladoras corrigem qualquer desvio apenas calibrando o movimento do braço de leitura. A formatação física é o que divide o HD em trilhas e setores, pois originalmente os discos magnéticos não possuem qualquer organização e para que eles possam ser utilizados é necessário que seja feita essa formatação.

Nos HDs atuais a formatação física é feita em fábrica e inclui o uso de máquinas especiais, e é colocada uma trava no firmware do HD (software de baixo nível instalado na placa lógica), para que não possam ser feitas novas formatações físicas e para que a controladora não consiga alterar ou danificar a formatação.

Formatação lógica

A formatação lógica faz com que o HD(ou outro dispositivo de armazenamento) fique legível para o Sistema Operacional. Essa formatação é feita por software.

O sistema de arquivos é uma estrutura lógica que permite o sistema Operacional organizar e otimizar o acesso aos arquivos.

Existem diversos sistemas de arquivos, os mais comuns são, FAT16, FAT32, NTFS, ReiserFS e EXT3.

A formatação é feita em duas etapas, uma onde é definido o particionamento e outra onde é definido o sistema de arquivos.

O ideal é sempre utilizar duas partições no computador, uma para arquivos e outra para o sistema, assim, pode-se reinstalar o sistema sem perder os dados que estão gravados na outra partição, mas isso não descarta a necessidade de backup, pois os dados podem ser perdidos por outros motivos. O Insigne divide o HD em 3 partições.

Pode-se ter um total de 4 partições primárias em um dispositivo de armazenamento, ou 4 partições estendidas, onde cada partição pode englobar até 255 partições lógicas, de forma que tem teoria é possível criar até 1020 partições.

O Insigne precisa necessariamente ser instalado em uma partição primária, assim como o Windows. Muitos problemas podem ocorrer se na instalação avançada o usuário utilizar uma partição estendida para os sistemas operacionais.

O sistema FAT16 é o mais antigo e é compatível com praticamente todos os sistemas operacionais, por isso é o sistema mais usado em pendrives, MP3, cartões de memória e câmeras digitais. Recentemente os dispositivos passaram a usar FAT32. O FAT é divido em clusters, que é a menor parcela do HD. As limitações, como sugerem os nomes, é que o FAT16 é baseado em 16 bits e o FAT32 em 32 bits. Isso limita o número máximo de clusters e o tamanho de cada um.

Em FAT16 cada cluster não pode ser maior que 32KB de modo a limitar o sistema a 2 GB em cada partição. Isso também causa um grande desperdício de espaço, pois arquivos com menos de 32 KB utilizarão sempre 1 cluster, ou seja 32 KB. Em FAT32 o tamanho dos clusters varia de 4 KB a 32 KB.

Em dispositivos em FAT32 não é possível gravar arquivos com mais de 4 GB.

CURIOSIDADE: Antes do FAT16 existiu o FAT12, um sistema muito primitivo, e apesar de obsoleto, o FAT12 continua vivo até os dias atuais, se arrastando em companhia dos disquetes 1,44.

O NTFS é um sistema antigo em constante desenvolvimento, seguro e prático que os sistemas FAT. Por que então ele não é usado em cartões de memória e pendrives? Por que ele é incompatível com alguns sistemas operacionais e por que ele exige maior processamento, o que impossibilitaria o uso em câmeras, palms e MP3, que possuem um processamento pequeno.

O EXT3, sistema de arquivos usado no Insigne é uma evolução do EXT2, suporta partições de tamanho praticamente ilimitado. O EXT3 possui um sistema de journaling, onde o sistema guarda as alterações realizadas em uma lista, sendo mais rápido identificar onde ocorreu o problema. Para corrigir problemas no sistema de arquivos é usado o fsck, que verifica o HD. O processo de uso do FSCK é lento e em HDs grandes pode demorar horas. Por isso o ideal é manter o sistema EXT3 em modo "ordered", a opção default, onde o journal é efetuado no fim de cada operação ou preferencialmente em modo "journal", que é o mais seguro (o sistema faz uma cópia de todos os arquivos modificados, de maneira transparente a cada alteração) e nunca em modo writeback, esse modo salva apenas dados em momentos em que o computador está inativo, o que torna o computador mais rápido, mas em contra-partida deixa o computador vulnerável a falhas.

Para habilitar os modos Journal ou writeback é necessário alterar o FSTAB, alterando as linhas adicionando a opção "data=writeback" ou "data=journal" nas opções referentes à partição.

Por exemplo, ao invés de usar:

/dev/hda1 /mnt/hda1 ext3 defaults 0 2

pode-se utilizar:

/dev/hda1 /mnt/hda1 ext3 data=writeback 0 2
ou:
/dev/hda1 /mnt/hda1 ext3 data=journal 0 2

Quando o Insigne parecer travado na inicialização, pressione a tecla ESC e verifique que na última linha estará sendo executado o FSCK, é necessário aguardar o fim da verificação para que o sistema seja iniciado corretamente. Essa operação pode demorar horas, dependendo do tamanho do HD e qual partição está sendo checada.

No EXT3 não existe limitação de tamanho de partição, nem do tamanho dos arquivos armazenados. O sucessor do EXT3 será o EXT4 que está em desenvolvimento.

CURIOSIDADE: Existem outros sistemas de arquivos, alguns exemplos são: ReiserFS, muito usado em algumas distribuições GNU/Linux, porém descontinuado, o XFS, JFS e assim por diante, esse sistemas são usados em servidores e em sistemas operacionais antigos.

Fonte: Dicas sobre Formatação e sistemas de arquivos - alineabreu.com