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Capítulo 6             Sistemas de Arquivos             6.1 Arquivos             6.2 Diretórios             6.3 Implementa...
Armazenamento da Informação             a Longo Prazo1. Deve ser possível armazenar uma quantidade   muito grande de infor...
Nomeação de Arquivos             Extensões típicas de arquivos                                                            ...
Estrutura de Arquivos                    •     Três tipos de arquivos                         a) seqüência de bytes       ...
Tipos de Arquivos(a) Um arquivo executável (b) Um repositório (archive)                                                   ...
Acesso aos Arquivos• Acesso sequencial  – lê todos os bytes/registros desde o início  – não pode saltar ou ler fora de seq...
Atributos de Arquivos               Possíveis atributos de arquivos                                                       ...
Operações com Arquivos     1. Create             1. Append     2. Delete             2. Seek     3. Open               3. ...
Exemplo de um Programa com   Chamadas ao Sistema para Arquivos                                                            ...
Arquivos Mapeados em Memória  (a) Um processo segmentado antes de      mapear arquivos em seu espaço de      endereçamento...
DiretóriosSistemas de Diretório em Nível Único• Um sistema de diretório de nível único      – contém 4 arquivos      – pro...
Sistemas de Diretórios                         em Dois NíveisAs letras indicam os donos dos diretórios e arquivos         ...
Sistemas de Diretórios Hierárquicos          Um sistema de diretório hierárquico                                          ...
Nomes de Caminhos            Uma árvore de diretórios UNIX                                                                ...
Operações com Diretórios1.     Create             1. Readdir2.     Delete             2. Rename3.     Opendir            3...
Implementação do Sistema                    de ArquivosUm possível layout de sistema de arquivo                           ...
Implementação de Arquivos (1)•      Alocação contígua do espaço em disco para 7 arquivos•      Estado do disco depois dos ...
Implementação de Arquivos (2) Armazenamento de um arquivo como uma lista        encadeada de blocos de disco              ...
Implementação de Arquivos (3)Alocação por lista encadeada usando uma tabela de           alocação de arquivos em RAM      ...
Implementação de Arquivos (4)               Um exemplo de i-node                                                          ...
Implementação de Diretórios (1)(a) Um diretório simples    entradas de tamanho fixo    endereços de disco e atributos na e...
Implementação de Diretórios (2)• Duas formas de tratar nomes longos de arquivos em um diretório     – (a) Em linha     – (...
Arquivos Compartilhados (1)Sistema de arquivo contendo um arquivo compartilhado                                           ...
Arquivos Compartilhados (2)(a) Situação antes da ligação(b) Depois de a ligação ser criada(c) Depois de o proprietário ori...
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Gerenciamento do                         Espaço em Disco (2)a)    Armazenamento da lista de livres em uma lista encadeadab...
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Gerenciamento do                    Espaço em Disco (4)Cotas para controlar o uso do disco por usuário                    ...
Confiabilidade do                      Sistema de Arquivos (1)• Um sistema de arquivos a ser copiado   – Os quadrados são ...
Confiabilidade do                      Sistema de Arquivos (2)Mapas de bits usados pelo algoritmo de cópia lógica (ou dump...
Confiabilidade do                    Sistema de Arquivos (3)      •     Estados do sistema de arquivos           a) consis...
Desempenho do                    Sistema de Arquivos (1)     As estruturas de dados da cache de buffer                    ...
Desempenho do                    Sistema de Arquivos (2)             • I-nodes colocados no início do disco             • ...
Sistemas de Arquivos                          Log-Estruturados• Com CPUs mais rápidas, memórias maiores  – caches de disco...
Exemplos de Sistemas de Arquivos Sistemas de Arquivos para CD-ROM      A entrada de diretório ISO 9660                    ...
O Sistema de Arquivos CP/M (1)                    Esquema de memória do CP/M                                              ...
O Sistema de Arquivos CP/M (2) O formato da entrada de diretório do CP/M                                                  ...
O Sistema de Arquivos MS-DOS (1)        A entrada de diretório do MS-DOS                                                  ...
O Sistema de Arquivos MS-DOS (2)• Tamanho máximo de partição para diferentes tamanhos de bloco• As caixas vazias represent...
O Sistema de Arquivos                       do Windows 98 (1)A entrada de diretório estendida do MS-DOS usada no Windows 9...
O Sistema de Arquivos                         do Windows 98 (2)Uma entrada para (parte de) um nome longo de arquivo no Win...
O Sistema de Arquivos                      do Windows 98 (3)             Um exemplo de como um nome longo                 ...
O Sistema de Arquivos                        do UNIX V7 (1)          Uma entrada de diretório do UNIX V7                  ...
O Sistema de Arquivos                        do UNIX V7 (2)                      Um i-node UNIX                           ...
O Sistema de Arquivos                        do UNIX V7 (3)         Os passos para localizar /usr/ast/mbox                ...
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Capítulo 6 Sistemas Operacionais Modernos

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  1. 1. Capítulo 6 Sistemas de Arquivos 6.1 Arquivos 6.2 Diretórios 6.3 Implementação do sistema de arquivos 6.4 Exemplos de sistemas de arquivos 1Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  2. 2. Armazenamento da Informação a Longo Prazo1. Deve ser possível armazenar uma quantidade muito grande de informação3. A informação deve sobreviver ao término do processo que a usa5. Múltiplos processos devem ser capazes de acessar a informação concorrentemente 2Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  3. 3. Nomeação de Arquivos Extensões típicas de arquivos 3Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  4. 4. Estrutura de Arquivos • Três tipos de arquivos a) seqüência de bytes b) seqüência de registros c) árvore 4Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  5. 5. Tipos de Arquivos(a) Um arquivo executável (b) Um repositório (archive) 5Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  6. 6. Acesso aos Arquivos• Acesso sequencial – lê todos os bytes/registros desde o início – não pode saltar ou ler fora de seqüência – conveniente quando o meio era a fita magnética• Acesso aleatório – bytes/registros lidos em qualquer ordem – essencial para sistemas de bases de dados – ler pode ser … • mover marcador de arquivo (seek), e então ler ou … • ler e então mover marcador de arquivo 6 Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  7. 7. Atributos de Arquivos Possíveis atributos de arquivos 7Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  8. 8. Operações com Arquivos 1. Create 1. Append 2. Delete 2. Seek 3. Open 3. Get attributes 4. Close 4. Set Attributes 5. Read 5. Rename 6. Write 8Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  9. 9. Exemplo de um Programa com Chamadas ao Sistema para Arquivos 9Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  10. 10. Arquivos Mapeados em Memória (a) Um processo segmentado antes de mapear arquivos em seu espaço de endereçamento (b) Processo depois do mapeamento arquivo abc existente em um segmento criando novo segmento para xyz 10Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  11. 11. DiretóriosSistemas de Diretório em Nível Único• Um sistema de diretório de nível único – contém 4 arquivos – propriedades de 3 pessoas diferentes, A, B, e C 11Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  12. 12. Sistemas de Diretórios em Dois NíveisAs letras indicam os donos dos diretórios e arquivos 12 Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  13. 13. Sistemas de Diretórios Hierárquicos Um sistema de diretório hierárquico 13Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  14. 14. Nomes de Caminhos Uma árvore de diretórios UNIX 14Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  15. 15. Operações com Diretórios1. Create 1. Readdir2. Delete 2. Rename3. Opendir 3. Link4. Closedir 4. Unlink 15Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  16. 16. Implementação do Sistema de ArquivosUm possível layout de sistema de arquivo 16Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  17. 17. Implementação de Arquivos (1)• Alocação contígua do espaço em disco para 7 arquivos• Estado do disco depois dos arquivos D e E terem sido removidos 17 Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  18. 18. Implementação de Arquivos (2) Armazenamento de um arquivo como uma lista encadeada de blocos de disco 18Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  19. 19. Implementação de Arquivos (3)Alocação por lista encadeada usando uma tabela de alocação de arquivos em RAM 19 Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  20. 20. Implementação de Arquivos (4) Um exemplo de i-node 20Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  21. 21. Implementação de Diretórios (1)(a) Um diretório simples entradas de tamanho fixo endereços de disco e atributos na entrada de diretório(b) Diretório no qual cada entrada se refere apenas a um i-node 21 Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  22. 22. Implementação de Diretórios (2)• Duas formas de tratar nomes longos de arquivos em um diretório – (a) Em linha – (b) Em uma área temporária (heap) 22Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  23. 23. Arquivos Compartilhados (1)Sistema de arquivo contendo um arquivo compartilhado 23Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  24. 24. Arquivos Compartilhados (2)(a) Situação antes da ligação(b) Depois de a ligação ser criada(c) Depois de o proprietário original remover o arquivo 24Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  25. 25. Gerenciamento do Espaço em Disco (1)• A curva contínua (escala no lado esquerdo) mostra a taxa de dados de um disco• A linha tracejada (escala no lado direito) mostra a eficiência de ocupação do disco• Todos os arquivos são de 2KB 25 Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  26. 26. Gerenciamento do Espaço em Disco (2)a) Armazenamento da lista de livres em uma lista encadeadab) Um mapa de bits 26 Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  27. 27. Gerenciamento do Espaço em Disco (3)• Um bloco em RAM quase cheio de ponteiros para blocos livres de disco - três blocos de ponteiros em discob) Resultado da liberação de um arquivo de três blocosc) Estratégia alternativa para tratar 3 blocos livres - entradas sombreadas são ponteiros para blocos livres de disco 27 Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  28. 28. Gerenciamento do Espaço em Disco (4)Cotas para controlar o uso do disco por usuário 28Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  29. 29. Confiabilidade do Sistema de Arquivos (1)• Um sistema de arquivos a ser copiado – Os quadrados são diretórios e os círculos são arquivos – Os itens sombreados foram modificados desde a última cópia – Cada diretório e arquivo rotulado por seu número de i-node 29 Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  30. 30. Confiabilidade do Sistema de Arquivos (2)Mapas de bits usados pelo algoritmo de cópia lógica (ou dump lógico) 30 Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  31. 31. Confiabilidade do Sistema de Arquivos (3) • Estados do sistema de arquivos a) consistente b) bloco desaparecido c) bloco duplicado na lista de livres d) bloco de dados duplicados 31Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  32. 32. Desempenho do Sistema de Arquivos (1) As estruturas de dados da cache de buffer 32Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  33. 33. Desempenho do Sistema de Arquivos (2) • I-nodes colocados no início do disco • Disco dividido em grupos de cilindros – cada qual com seus próprios blocos e i- nodes 33Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  34. 34. Sistemas de Arquivos Log-Estruturados• Com CPUs mais rápidas, memórias maiores – caches de disco também podem ser maiores – número maior de requisições de leitura pode ser atendido pelo cache – assim, a maioria dos acessos a disco serão para escrita• A estratégia LFS estrutura o disco todo como um log – inicialmente todas as escritas são armazenadas na memória – periodicamente todas são escritas no fim do log em disco – quando um arquivo é aberto, localiza i-node, e encontra os blocos 34 Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  35. 35. Exemplos de Sistemas de Arquivos Sistemas de Arquivos para CD-ROM A entrada de diretório ISO 9660 35Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  36. 36. O Sistema de Arquivos CP/M (1) Esquema de memória do CP/M 36Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  37. 37. O Sistema de Arquivos CP/M (2) O formato da entrada de diretório do CP/M 37Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  38. 38. O Sistema de Arquivos MS-DOS (1) A entrada de diretório do MS-DOS 38Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  39. 39. O Sistema de Arquivos MS-DOS (2)• Tamanho máximo de partição para diferentes tamanhos de bloco• As caixas vazias representam combinações proibidas 39 Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  40. 40. O Sistema de Arquivos do Windows 98 (1)A entrada de diretório estendida do MS-DOS usada no Windows 98 40 Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  41. 41. O Sistema de Arquivos do Windows 98 (2)Uma entrada para (parte de) um nome longo de arquivo no Windows 98 41 Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  42. 42. O Sistema de Arquivos do Windows 98 (3) Um exemplo de como um nome longo é armazenado no Windows 98 42Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  43. 43. O Sistema de Arquivos do UNIX V7 (1) Uma entrada de diretório do UNIX V7 43Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  44. 44. O Sistema de Arquivos do UNIX V7 (2) Um i-node UNIX 44Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
  45. 45. O Sistema de Arquivos do UNIX V7 (3) Os passos para localizar /usr/ast/mbox 45Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição
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