Fundamentos de Sistemas Operacionais - 2º Período · Capítulo 11 - Sistema de Arquivos 11.7...
23
Redes de Computadores Fundamentos de Sistemas Operacionais - 2º Período
Transcript of Fundamentos de Sistemas Operacionais - 2º Período · Capítulo 11 - Sistema de Arquivos 11.7...
Redes de Computadores
Fundamentos de Sistemas
Operacionais - 2º Período
PARTE III: GERÊNCIA
DE RECURSOS
SUMÁRIO
11. SISTEMA DE ARQUIVOS:
11.1 Introdução;
11.2 Arquivos;
11.3 Diretórios;
11.4 Gerência de Espaço Livre em Disco;
11.5 Gerência de Alocação de Espaço em Disco;
11.6 Proteção de Acesso;
11.7 Implementação de Caches.
Capítulo 11 - Sistema
de Arquivos
11.1 Introdução
O armazenamento e a recuperação de informações são atividades
essenciais para qualquer tipo de aplicação. A maneira pela qual o SO
estrutura e organiza essas informações é por intermédio da implementação
de arquivos.
Os arquivos são gerenciados pelo SO de maneira a facilitar o acesso dos
usuários ao seu conteúdo.
A parte do sistema responsável por essa gerência é denominada sistema de
arquivos.
Serão apresentados aspectos presentes nos sistemas de arquivos, como
identificação, organização,compartilhamento, métodos de acesso, proteção e
operações de E/S.
Capítulo 11 - Sistema
de Arquivos
11.2 Arquivos
Um arquivo é constituído por informações logicamente relacionadas. Essas
informações podem representar instruções ou dados.
Os arquivos são armazenados pelo SO em diferentes dispositivos físicos,
como fitas magnéticas, discos magnéticos e discos ópticos. O tipo de
dispositivo no qual o arquivo é armazenado deve ser isolado pelo SO.
A identificação de um arquivo é composta por duas partes separadas com
um ponto: um nome, composto por uma sequência de caracteres, e uma
extensão do arquivo, que tem como finalidade identificar o conteúdo do
arquivo.
Exemplos: extensão .TXT identifica um arquivo texto, enquanto .EXE indica
um arquivo executável.
Capítulo 11 - Sistema
de Arquivos
11.2.1 Organização de Arquivos
Consiste em como os seus dados estão internamente armazenados.
Byte
(a) Organização não-estruturada
Ana Cláudia Teresa
Beatriz Camila Daniele Patrícia Tina Vanessa
Isabela Maria
Registro
(b) Organização Indexada
Capítulo 11 - Sistema
de Arquivos
11.2.2 Métodos de Acesso
Em função de como o arquivo está organizado, o sistema de arquivos pode
recuperar registros de diferentes maneiras.
Acesso sequencial: acesso restrito à leitura dos registros na ordem em que
eram gravados, e a gravação de novos registros só era possível no final do
arquivo.
Acesso direto: permite a leitura/gravação de um registro diretamente na sua
posição.
Acesso indexado ou acesso por chave: o arquivo deve possuir uma área
de índice onde existam ponteiros para os diversos registros.
Capítulo 11 - Sistema
de Arquivos
11.2.2 Métodos de Acesso
Acesso direto:
Registro0
Registro1
Registro2
Registron
Deslocamento dedois registros
Capítulo 11 - Sistema
de Arquivos
11.2.3 Operações de Entrada/Saída
Dispositivos
Rotinas de E/ S
Aplicação
Capítulo 11 - Sistema
de Arquivos
11.2.3 Operações de Entrada/Saída
Capítulo 11 - Sistema
de Arquivos
11.2.4 Atributos
Capítulo 11 - Sistema
de Arquivos
11.3 Diretórios
Estrutura de diretórios de nível único:
IdentificaçãoProteção
OrganizaçãoLocalização
Atributos
Diretórios Arquivos
Capítulo 11 - Sistema
de Arquivos
11.3 Diretórios
Estrutura de diretórios com dois níveis:
Usuário1
Usuário2
Usuário3
Usuárion
Arquivo1
Arquivo2
Arquivo3
Arquivo1
Arquivo1
Arquivo2
Arquivo3
User File Directory(UFD)
Arquivos
Capítulo 11 - Sistema
de Arquivos
11.3 Diretórios
Estrutura de diretórios em árvore:
Usuário1
Usuário2
Usuário3
Usuárion
Diretório Raiz
Diretório1
Diretório2
Arquivo1
Arquivo1
Diretório1
Arquivo1
Arquivo2
Arquivo1
Arquivo2
Arquivo1
Arquivo1
Arquivo2
Capítulo 11 - Sistema
de Arquivos
11.3 Diretórios
Path de um arquivo:
Disco C:/
IvanIvanCarlos Paulo
Teste Pessoal
Soma.exe
Capítulo 11 - Sistema
de Arquivos
11.4 Gerência de Espaço Livre em Disco
Alocação de espaço em disco:
11001101
11100000
.
.
.
01110100
10000111
(a) Mapa de bits
Início
(b) Lista encadeada
Bloco Contador
4 2
10 1
25 20
13 7
50 5
© Tabela de blocos livres
Capítulo 11 - Sistema
de Arquivos
11.5 Gerência de Alocação de Espaço em Disco
11.5.1 Alocação Contígua
0 1 2
3 4 5
6 7 8
9 10 11
12 13 14
Arquivo Bloco
A. TXT 4
B. TXT 10
C. TXT 13
3
1
2
Extensão
Capítulo 11 - Sistema
de Arquivos
11.5 Gerência de Alocação de Espaço em Disco
Desfragmentação:
Área de trabalho
Capítulo 11 - Sistema
de Arquivos
11.5.2 Alocação Encadeada
Início
0 1 2
3 4 5
6 7 8
9 10 11
12 13 14
Arquivo Bloco
A.TXT 6
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
Capítulo 11 - Sistema
de Arquivos
11.5.3 Alocação Indexada
0 1 2
3 4 5
6 7 8
9 10 11
12 13 14
Bloco deíndice
310117
Capítulo 11 - Sistema
de Arquivos
11.6 Proteção de Acesso
Qualquer sistema de arquivos deve possuir mecanismos próprios para
proteger o acesso às informações gravadas em discos, além de possibilitar o
compartilhamento de arquivos entre usuários, quando desejado.
Em geral, o tipo de acesso a arquivos é implementado mediante a concessão
ou não dos diferentes acessos que podem ser realizados, como leitura
(read), gravação (write), execução (execute) e eliminação (delete).
O controle de acesso às operações realizadas com diretórios inclui: controle
da criação/eliminação de arquivos nos diretórios, visualização do seu
conteúdo e eliminação do próprio diretório.
Existem diferentes mecanismos e níveis de proteção, presentes na maioria
dos sistemas de arquivos.
Capítulo 11 - Sistema
de Arquivos
11.6.1 Senha de Acesso
Cada arquivo é associado a uma senha de acesso.
11.6.2 Grupos de Usuário
Cada usuário do sistema é associado a um grupo.
DADOS.TXT
Owner
Group
All
LeituraEscrita
ExecuçãoEliminação
Leitura
Capítulo 11 - Sistema
de Arquivos
11.6.3 Lista de Controle de Acesso
Consiste em uma lista associada a cada arquivo, onde são especificados
quais os usuários e os tipos de acesso permitidos.
Usuário: MaiaAcesso: Leitura + Escrita
Usuário: MachadoAcesso: Leitura
Usuário: MaiaAcesso: Leitura + Escrita + Execução
Usuário: MachadoAcesso: Eliminação
Capítulo 11 - Sistema
de Arquivos
11.7 Implementação de Caches
Buffer cache: o SO reserva uma área da memória para que se tornem
disponíveis caches utilizados em operações de acesso ao disco.
Como existe uma limitação no tamanho do cache, cada sistema adota
políticas para substituição de blocos, como a FIFO ou a LRU.
No caso de blocos de dados permanecerem por um longo período de tempo
na memória principal, a ocorrência de problemas de energia pode ocasionar
a perda de tarefas já realizadas e consideradas já salvas em disco.
Existem duas maneiras distintas de tratar esse problema: atualizar o disco
periodicamente em um intervalo de tempo ou imediatamente após cada
modificação em um bloco do cache.
