Sistemas Operacionais Sistema Operacionais Sistemas de Arquivos

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  • Sistemas Operacionais Sistema Operacionais Sistemas de Arquivos
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  • Sistemas Operacionais Sistema de Arquivos No possvel gravar dados disco (HD, memory card, pen drive, CD) sem um sistema de arquivos, que , basicamente, uma estrutura que indica como os arquivos devem ser gravados e guardados em mdias.
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  • Sistemas Operacionais Sistema de Arquivos Atravs do sistema de arquivos, que se determina o espao utilizado no disco, alm de ser o mtodo que permite gerenciar como partes de um arquivo podem ficar "espalhadas" no dispositivo de armazenamento.
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  • Sistemas Operacionais Sistema de Arquivos Um outro detalhe importante: o sistema de arquivos que determina como arquivos podem ser gravados, copiados, alterados, nomeados e at apagados.
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  • Sistemas Operacionais Sistema de Arquivos Ou seja, resumindo, toda e qualquer manipulao de dados numa mdia necessita de um sistema de arquivos para que essas aes sejam possveis. Se no houver estrutura de armazenamento e manipulao impossvel gravar dados.
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  • Sistemas Operacionais Introduo O sistema de arquivos a parte mais visvel do sistema operacional. Cria um recurso lgico a partir de recursos fsicos atravs de uma interface coerente e simples, fcil de usar Mecanismo para armazenamento e acesso a dados e a programas
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  • Sistemas Operacionais Duas partes bsicas: Arquivos - armazenamento de dados e de programas Diretrios - organizao e informaes sobre arquivos Partio permite - a partir do disco fsico - criar discos lgicos
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  • Sistemas Operacionais Objetivos do sistema de arquivos Fornecer mecanismos para usurios manipular arquivos e diretrios Garantir a validade e coerncia de dados Minimizar ou eliminar o risco de perda/alterao de dados Otimizar o acesso
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  • Sistemas Operacionais Objetivos do sistema de arquivos Fornecer suporte a operaes de E/S a diferentes dispositivos Interface nica para interface usurio de funes de E/S Suporte a vrios usurios (multiprogramao) Uso compartilhado (proteo e acesso concorrente)
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  • Sistemas Operacionais Requisitos mnimos: Ponto de Vista do Usurio Cada usurio deve ser capaz de: Criar, apagar, ler e alterar arquivos Controlar as permisses de acesso a seus arquivos Estruturar o sistema de arquivos de forma a adequ-lo a suas necessidades especficas
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  • Sistemas Operacionais Requisitos mnimos: Ponto de Vista do Usurio Cada usurio deve ser capaz de: Transferir dados entre arquivos Realizar backups e recuperar arquivos em caso de problemas Nomear os arquivos de forma simblica
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  • Sistemas Operacionais Requisitos mnimos: Ponto de Vista do Sistema Identificar e localizar um determinado arquivo Empregar diretrio para descrever a localizao de todos os arquivos e de seus atributos Gerenciar espao fsico do disco Alocar blocos livres a arquivos em criao/expanso Liberar blocos de arquivos removidos Mecanismos para localizar eficientemente blocos (setores) que compem arquivos
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  • Sistemas Operacionais Conceito de arquivo Menor unidade do sistema de arquivos Espao lgico de endereamento contguo Seqncia de bytes, de linhas, ou de registros Possui uma estrutura interna cuja interpretao depende do sistema operacional e do programa que o manipula Arquivos de dados - numrico, caractere, binrio Programa - fonte, objeto, executvel
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  • Sistemas Operacionais Atributos de um arquivo Informaes sobre arquivos Nome: informao simblica empregada pelo usurio para referenciar o arquivo Tipo: binrio, texto, executvel, caracter, bloco Localizao: posio do arquivo em um determinado dispositivo E/S Tamanho: nmero de bytes que compem o arquivo
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  • Sistemas Operacionais Proteo: controla acesso de leitura, escrita e execuo ao arquivo Hora e data de criao e identificao do usurio: informaes destinadas a proteo, segurana e monitorao Atributos so mantidos em uma estrutura a parte Diretrio
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  • Sistemas Operacionais Operaes bsicas sobre arquivos Arquivo um tipo abstrato de dados sobre o qual se pode efetuar uma srie de operaes Criao (create) Escrita (write) e leitura (read) Reposicionamento em um ponto qualquer do arquivo (file seek) Remoo (delete) Abertura (open) e encerramento (close) Adicionalmente: renomeao (rename); appending, etc Geralmente correspondem a chamadas de sistema
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  • Sistemas Operacionais Controle de acesso Importante controlar o acesso aos arquivos devido a questes de segurana e de confidencialidade Objetivo evitar acessos indevidos a arquivos Baseado na identificao dos usurios Sistema de autenticao padro (login name + senha) Usurios possuem direitos de acessos
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  • Sistemas Operacionais Soluo tpica: Lista de acesso e grupo
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  • Sistemas Operacionais Listas de acesso Consiste em associar a cada arquivo e/ou diretrio uma lista de acesso que determina que tipos de acessos so permitidos para cada usurio Maior inconveniente o tamanho da lista Uma soluo consiste em: Criar classes de usurios - e.g.: proprietrio, grupo, universo Tipos de acessos - e.g: read, write, modify, execute
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  • Sistemas Operacionais Exemplo: SISTEMAS UNIX Cada objeto oferece 3 bits (rwx) para trs domnios diferentes: owner, group e others Problema de flexibilidade Quando um usurio pertence a vrios grupos ele identificado por um grupo primrio e o arquivo (/etc/groups) mantm todos os grupos a que ele pertence Exemplo: r w x r- - r - - 1 paulo professor 214056 Mai 30 22:19 windbind.pdf
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  • Sistemas Operacionais Estrutura interna dos arquivos Forma como os dados so dispostos em um arquivo Cada tipo de arquivo possui uma estrutura interna apropriada a sua finalidade Em geral a estrutura interna transparente ao sistema operacional. Executveis so organizados em segmentos de cdigo e dados
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  • Sistemas Operacionais Arquivos de imagens so organizados em termos de pixels Alguns sistemas operacionais suportam nomes de arquivos onde o tipo indicado e.g.: Windows (arquivos.doc,.pdf,.xls,.ppt, etc)
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  • Sistemas Operacionais Mtodos de acesso Forma pela qual o contedo de um arquivo acessado Estrutura lgica de um arquivo em funo da forma de acesso Conceito de registro: coleo de campos que mantm uma relao entre si Mtodos elementares de acesso: Acesso seqencial Acesso relativo
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  • Sistemas Operacionais Acesso seqencial Acesso a um arquivo feito atravs de primitivas (chamadas de sistema) do tipo read e write Cada chamada de sistema read retorna ao processo os dados seguintes queles que foram lidos na chamada anterior Mtodo no adequado a todas aplicaes e.g.: acesso e atualizao a cadastros de funcionrios
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  • Sistemas Operacionais Acesso relativo Prov uma chamada de sistema especfica para indicar o ponto em que um arquivo deve ser lido/escrito Implementado atravs da abstrao de posio corrente no arquivo
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  • Sistemas Operacionais Outros tipos de acesso Os mtodos seqnciais e relativos no resolvem todos os tipos de acesso e.g.: localizar um registro a partir do contudo Necessidades de mtodos de acesso mais sofisticados, tais como seqencial indexado, indexado, direto, hash, etc Normalmente implementados por programas especficos Baseados nos mtodos de acesso seqncial e relativo
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  • Sistemas Operacionais Implementao de arquivos Arquivos so implementados atravs da criao, para cada arquivo no sistema, de uma estrutura de dados Descritor de arquivo um registro que mantm Informaes sobre o arquivo
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  • Sistemas Operacionais Informaes tpicas (atributos): Nome do arquivo Tamanho em bytes Data e hora da criao, do ltimo acesso, da ltima modificao Identificao do usurio que criou o arquivo Listas de controle de acesso Local do disco fsico onde o contudo do arquivo foi colocado
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  • Sistemas Operacionais Alocao espao em disco Como alocar espao em disco de forma que os arquivos sejam armazenados de forma eficiente e que permita acesso rpido Trs mtodos: Contigo Encadeado Indexado
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  • Sistemas Operacionais
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  • Alocao contgua Arquivo uma seqncia de blocos contguos alocados no momento da criao Endereos no disco so lineares bloco lgico i e i+1 so armazenados fisicamente em seqncia Reduz a necessidade de seek j que blocos esto na mesma trilha No pior caso necessita apenas a troca de cilindro Arquivo descrito atravs de uma entrada na forma: Bloco fsico inicial Tamanho do arquivo em bloco
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  • Sistemas Operacionais Alocao contgua
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  • Sistemas Operacionais Problemas com alocao contgua Problema 1: encontrar espao para um novo arquivo Gera fragmentao externa Necessidade de compactao
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  • Sistemas Operacionais Problema 2: determinar o espao necessrio a um arquivo Arquivos tendem a crescer, e se no h espao contguo disponvel? Aborta execuo do programa com erro Recopia o programa para uma zona maior Pr-alocar um espao mximo para o arquivo Fragmentao interna
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  • Sistemas Operacionais Alocao encadea