Sistemas de arquivos - profbrunoaulas.files.wordpress.com · Sistemas de arquivos A solução é...
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Sistemas de arquivos
Sistemas de arquivos
Todos os programas precisam armazenar e
recuperar dados.
Os processos não podem armazenar grande
quantidade de dados no seu espaço de
endereçamento.
Quando o processo chega ao final os dados no seu
espaço se perdem.
Precisamos que vários processos acessem os mesmos
dados.
Sistemas de arquivos
A solução é utilizar um meio de armazenamento
chamado arquivos.
Para criar arquivos é preciso informar um nome:
No MS-DOS os nomes eram limitados a 8 caracteres.
Nos S.O atuais podem ter até 255 caracteres.
Sistemas de arquivos
Estrutura dos arquivos:
Sequência de bytes
O S.O não se importa com o conteúdo do arquivo.
O significado deve ser dado pelo programa do usuário.
Sequência de registros
Arquivos são uma sequência de registros.
Esses registros possuem tamanho fixo.
Operação de leitura/escrita sobrepõe ou anexa um
registro.
Sistemas de arquivos
Árvore de registros:
Cada registro contém um campo chave.
A árvore é ordenada pelo campo chave.
Facilita a busca por um registro dentro do arquivo.
Sistemas de arquivos
Sistemas de arquivos
Além do arquivo guardar o nome e os dados, ele
pode associar informações como:
Data e hora de criação.
Tamanho do arquivo.
Esses itens são chamados atributos.
Sistemas de arquivos
Sistemas de arquivos
Diretórios:
Pode conter centenas de arquivos ou nenhum arquivo.
Pode conter outros diretórios.
A diferença do arquivo é que ele mantém uma tabela
de ponteiros para outros arquivos/diretórios.
Sistemas de arquivos
Sistemas de arquivos
Nomes de caminhos:
Caminho absoluto:
Formado pelo caminho entre o diretório raiz e o arquivo.
Caminho relativo:
Formado pelo caminho entre o diretório atual e o arquivo.
Sistemas de arquivos
Sistema de arquivos:
Um disco rígido pode ser dividido em uma ou mais
partições.
Todo disco possui um setor 0 que chamamos de MBR
(master boot record), que é utilizado para iniciar o
computador.
O BIOS lê e executa o setor 0 do disco em busca de
uma partição ativa.
Sistemas de arquivos
Esquema de partição de disco:
Superbloco: fornece informações tais como:
identificação do sistema de arquivos, número de blocos
do sistema de arquivos etc.
Blocos livres: informa a quantidade de blocos livres no
sistema.
I-nodes: uma estrutura de dados com informações
sobre os arquivos.
Diretório raiz: contem o topo da árvore de diretórios.
Arquivos e pastas: conteúdo propriamente dito.
Sistemas de arquivos
Estrutura geral de uma partição do disco.
Sistemas de arquivos
Questão:
Como é feito o controle de quais blocos do disco estão
relacionados com quais arquivos?
Em outras palavras, como os arquivos são gravados e
distribuídos entre os blocos?
Métodos de gravação:
Alocação contínua.
Alocação por lista encadeada.
I-nodes
Sistemas de arquivos
Alocação contínua:
Consiste em armazenar cada arquivo em blocos
contíguos.
Implementação simples.
Para localizar um arquivo basta saber o endereço do
primeiro bloco e o número de blocos do arquivo.
Bom desempenho para leitura.
Desvantagem que o disco fica fragmentado.
Sistemas de arquivos
Sistemas de arquivos
Alocação por lista encadeada:
Os arquivos são armazenados em blocos lincados.
Os primeiros bits de cada bloco é o ponteiro para o
próximo bloco.
Não acontece fragmentação.
Acesso aleatório lento, pois os blocos tem que ser lidos
um de cada vez até chegar no arquivo desejado.
Tabela de alocação
Sistemas de arquivos
I-node
Estrutura de dados (pequena tabela) que mantém
informações e os endereços de disco dos blocos do
arquivo.
A principal diferença da tabela de alocação é que
apenas o i-node fica na memória apenas quando o
arquivo está em uso.
Sistemas de arquivos
Esquema de um I-node
Sistemas de arquivos
Confiabilidade dos sistemas de arquivos:
O sistema de arquivos pode ser danificados por vários
motivos:
Queda de energia.
HD defeituoso.
Erro de software.
Deve-se possuir copias de segurança.
Cópia física.
Cópia lógica.
Sistemas de arquivos
Exemplos de sistemas de arquivos:
CD-Rom:
ISO 9660: produzido com limitações para atender alguns
sistemas operacionais (MS-DOS)
Estendido para Joliet :
Nome de arquivos longos.
Conjuntos de caracteres Unicode.
Diretório com profundidade maior que 8 níveis.
Sistemas de arquivos
Exemplos de sistemas de arquivos:
Windows:
NTFS: até 16 TB.
Sistemas de arquivos
Exemplos de sistemas de arquivos:
Linux:
ext-2: 16 TB
ext-3: 16 TB com journaling.
ReiserFS: 16 TB com journaling.
JFS: 4 PT (petabytes) com journaling.
XFS: 16 EX (exabytes) com journaling.
Journaling: é um log que o SO faz antes de escrever
qualquer dado no disco.