Infra-Estrutura de Software Sistema de Arquivos. O que são sistemas de arquivos? Parte do S.O. que...
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Infra-Estrutura de SoftwareInfra-Estrutura de Software
Sistema de ArquivosSistema de Arquivos
O que são sistemas de arquivos?O que são sistemas de arquivos?
• Parte do S.O. que gerencia os arquivos. É responsável por:
• Estruturação, identificação, mapeamento lógico físico, controle de acesso, criação e apagamento dos arquivos
Nomes de arquivosNomes de arquivos
Extensões de arquivo típicas
Estrutura de arquivosEstrutura de arquivos
Três tipos de arquivos• byte sequence• record sequence• tree
Tipos de arquivoTipos de arquivo
(a) Arquivo executável (b) Arquivo de armazenamento
Tipos de acesso a arquivoTipos de acesso a arquivo Acesso Sequencial (ex: fita)
• Lê a partir do primeiro byte/record• Não pode pular posições, mas pode voltar
Acesso randômico• Bytes/records lidos em qualquer ordem• Essencial para bancos de dados• Leitura pode ser …
– Move ponteiro do arquivo (seek) e lê, ou …– Lê e depois move o ponteiro
Atributos de um arquivoAtributos de um arquivo
Operações sobre arquivosOperações sobre arquivos
1. Create2. Delete3. Open4. Close5. Read6. Write
7. Append8. Seek9. Get attributes10.Set attributes11.Rename
Exemplo de chamadas de sistema de arquivosExemplo de chamadas de sistema de arquivos
Exemplo de chamadas de sistema de arquivosExemplo de chamadas de sistema de arquivos
Arquivos mapeados em memóriaArquivos mapeados em memória
(a) Processo segmentado antes de mapear arquivos em seu espaço de endereçamento
(b) Processo após mapeamento Arquivo abc colocado em um segmento Criando novo segmento para arquivo xyz
DiretóriosDiretórios
Sistema de diretório de um nívelSistema de diretório de um nível
Sistema de diretório de um nível• Contém 4 arquivos pertencentes a 3 pessoas
diferentes: A, B, e C
Sistema de diretório de dois níveisSistema de diretório de dois níveis
Letras indicam donos dos diretórios e arquivos
Sistema de diretórios hierárquicoSistema de diretórios hierárquico
Árvore de diretório do UNIX
Localização de arquivos:Localização de arquivos:
Caminhos de diretórioCaminhos de diretório
Operações sobre diretóriosOperações sobre diretórios
1. Create2. Delete3. Opendir4. Closedir
5. Readdir6. Rename7. Link8. Unlink
Implementação de arquivos (1)Implementação de arquivos (1)
(a) Alocação contínua de espaço em disco para 7 arquivos(b) Estado do disco após remoção dos arquivos D e E
Implementação de arquivos (2)Implementação de arquivos (2)
Armazenando como uma lista ligada de blocos
Implementação de arquivos (3)Implementação de arquivos (3)
Alocação de lista usando FAT (File Allocation Table) em RAM
Implementação de arquivos (4)Implementação de arquivos (4)
Exemplo de i-node
Implementando diretórios (1)Implementando diretórios (1)
(a) Um diretório simples:• Entradas de tamanho fixo• Endereço de disco e atributos nas entradas do diretório
(b) diretório onde cada entrada aponta um i-node
Implementando diretórios (2)Implementando diretórios (2)
Tratando nomes gradnes de arquivo:• (a) In-line• (b) Usando uma heap
Arquivos compartilhados (1)Arquivos compartilhados (1)
Sistema contendo um arquivo compartilhado
Arquivos compartilhados (2)Arquivos compartilhados (2)
(a) Situação antes de conectar (link)(b) Após conexão(c) Após remoção do arquivo pelo dono original
Gerenciamento do disco (1)Gerenciamento do disco (1)
Todos os arquivos de 1KB
Block size
Gerenciamento do disco (2)Gerenciamento do disco (2)
(a) Armazenando a lista livre numa lista ligada(b) Um mapa de bits (bit map)
Sistema de arquivos:Sistema de arquivos:ConfiabilidadeConfiabilidade
Estados do sistema de arquivo(a) Consistente(b) Bloco perdido(c) Bloco duplicado na lista livre(d) Bloco de dados duplicado
Sistema de arquivos:Sistema de arquivos:Performance: Cache de DiscosPerformance: Cache de Discos
Uso do LFU MS-DOS
• Write-through Unix
• Write com Sync a cada 30 seg.• Problemas com disquetes
Sistema de arquivos:Sistema de arquivos:Performance: Armaz. dos I-NodesPerformance: Armaz. dos I-Nodes
I-nodes colocados no começo do disco Disco dividido em grupos de cilindros
• Cada um com seus blocos e i-nodes
Exemplos de sistemas de arquivo:Exemplos de sistemas de arquivo:
Sistema CP/M (1)Sistema CP/M (1)
Organização da memória no CP/M
Exemplos de sistemas de arquivo:Exemplos de sistemas de arquivo:
Sistema CP/M (2)Sistema CP/M (2)
Entrada de diretório do CP/M
Exemplos de sistemas de arquivo:Exemplos de sistemas de arquivo:
Sistema MS-DOS (1)Sistema MS-DOS (1)
Entrada de diretório do MS-DOS
Exemplos de sistemas de arquivo:Exemplos de sistemas de arquivo:
Sistema MS-DOS (2)Sistema MS-DOS (2)
Partição máxima para tamanhos de bloco diferentes Caixas vazias representam combinações proibidas
Exemplos de sistemas de arquivo:Exemplos de sistemas de arquivo:
Sistema Windows 98 (1)Sistema Windows 98 (1)
Diretório extendido do MS-DOS usado no Windows 98
Bytes
Exemplos de sistemas de arquivo:Exemplos de sistemas de arquivo:
Sistema Windows 98 (2)Sistema Windows 98 (2)
Entrada para parte de um nome de arquivo longo
Bytes
Checksum
Exemplos de sistemas de arquivo:Exemplos de sistemas de arquivo:
Sistema Windows 98 (3)Sistema Windows 98 (3)
Exemplo do espaço usado para armazenar um nome de arquivo longo
Exemplos de sistemas de arquivo:Exemplos de sistemas de arquivo:
Sistema UNIX V7 (1)Sistema UNIX V7 (1)
Entrada de diretório do UNIX V7
Exemplos de sistemas de arquivo:Exemplos de sistemas de arquivo:
Sistema UNIX V7 (2)Sistema UNIX V7 (2)
O i-node do UNIX
Exemplos de sistemas de arquivo:Exemplos de sistemas de arquivo:
Sistema UNIX V7 (3)Sistema UNIX V7 (3)
Procurando a /usr/ast/mbox
FimFim
Sistema de arquivos:Sistema de arquivos:Confiabilidade (1)Confiabilidade (1)
Um sistema de arquivos para ser dumped• Quadrados são diretórios, círculos são arquivos• Items sombreados foram modificados desde o último
dump• Diretórios e arquivos rotulados pelo i-node
arquivo that hasnot changed
Sistema de arquivos:Sistema de arquivos:Confiabilidade (2)Confiabilidade (2)
Bit maps usados pelo algoritmo de dump lógico
Sistema de arquivos:Sistema de arquivos:Performance (1)Performance (1)
Estrutura de dados da cache de blocos
Sistema de arquivos:Sistema de arquivos:Log-StructuredLog-Structured
With CPUs faster, memory larger• Cache de disco também podem ser grandes• Grande número de req. de leitura pode vir da cache• Assim, a maioria dos acessos serão de escrita
Estratégia de LFS mantém disco como um log• Todas as escritas são buferizadas em memória• Periodicamente as escreve no fim do log• Quando arquivo é aberto, localiza i-node, e acha
blocos
Exemplos de sistemas de arquivo:Exemplos de sistemas de arquivo:Sistema do CD-ROMSistema do CD-ROM
Entrada de diretório tipo ISO 9660