Sistemas de Arquivos                                     Daiana Paula de Ávila                                  <daiana_av...
Introdução         O sistema de arquivos provê o mecanismo para o armazenamento online e oacesso a dados e programas do si...
processo termina, o arquivo continua a existir e a poder ser acessado por outrosprocessos, utilizando seu nome. (TANEBAUM;...
que se relacionam com arquivos: create, delete, open, close, read, write, append,seek, get atributes, set atributes e rena...
- Diretório de dois níveis      Um diretório de único nível normalmente ocasiona confusão de nomes dearquivos entre difere...
- Alocação contíngua      O esquema mais simples de alocação é armazenar cada arquivo como umbloco contíguo de dados no di...
sistemas   operacionais   MS-Dos,    Windows    e   em   muitos   dispositivos   dearmazenamento portáteis, como        pe...
Conclusão       Quando visto de fora, um sistema de arquivos é uma coleção de arquivos ede diretórios, mais as operações s...
ReferênciasJANDL, Peter, Jr. Notas sobre Sistemas Operacionais. 2004. Disponível em:<http://rossano.pro.br/fatec/cursos/so...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Sistemas de arquivos artigo

2,347 views

Published on

  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Sistemas de arquivos artigo

  1. 1. Sistemas de Arquivos Daiana Paula de Ávila <daiana_avila@live.com> Universidade do Contestado - UnC Concórdia - 04/2012ResumoUm sistema de arquivos é o conjunto de estruturas lógicas e rotinas que permitemao sistema operacional armazenar dados nas unidades de memória persistentescomo discos flexíveis e rígidos, pendrives, CDROM e DVDs, ou seja, são dados nãovoláteis de acesso concorrente. As principais operações que podem ser executadassão as de abrir, fechar, deletar, ler, escrever. Possui Diretório, também conhecidoscomo pastas, são arquivos do sistema de arquivos que tem a função de guardar asinformações de identificação dos documentos no computador. O Diretório pode serde um ou dois níveis. A alocação dos sistemas de arquivos poderá ser contíngua,por lista encadeada ou indexada.AbstractA file system is the set of logical structures and routines that allow the operatingsystemto store data in persistent memory units such as floppy disks and harddrives, flash drives, CDROM and DVDs, or non-volatile data are concurrentaccess. The main operations that can be performed are as open, close, delete, read,write. Has directory,also known as folders, files are system files that have thefunction of storing identification information of the documents on yourcomputer. The directory can be one or two levels.The allocation of file systems canbe contíngua for linked list or indexed.
  2. 2. Introdução O sistema de arquivos provê o mecanismo para o armazenamento online e oacesso a dados e programas do sistema operacional e de todos os usuários docomputador. O sistema de arquivos consiste em duas partes distintas: uma coleçãode arquivos, cada um armazenando dados relacionados, e uma estrutura dediretório, que organiza e fornece informações sobre todos os arquivos no sistema.Alguns sistemas de arquivos possuem uma terceira parte, as partições, usadas paraseparar grandes coleções de diretórios física e logicamente. (SILBERSCHATZ et al,2004). Os arquivos são gerenciados pelo sistema operacional. O modo como elessão estruturados, nomeados, acessados, utilizados, protegidos e implementadosconstitui temas importantes no projeto de um sistema operacional. Como um todo, aparte do sistema operacional que lida com arquivos é conhecida como o sistema dearquivos. (TANENBAUM & WOODHULL, 2000). Arquivos Os arquivos são mapeados pelo sistema operacional em dispositivos físicos.Esses dispositivos de armazenamento não são voláteis, de modo que o conteúdopersiste mesmo em casos de falta de energia e reinicialização do sistema.(SILBERSCHATZ et al, 2004). Arquivos são um poderoso mecanismo de abstração que permite ao usuário(e seus programas) utilizar dados armazenados dentro do sistema computacional,ou seja, através da manipulação dos arquivos são realizadas as operações deescrita e leitura de dados, de forma transparente, evitando que sejam conhecidosdetalhes do funcionamento com que estas operações tratam e armazenam ainformação. (JANDL, 2004). Provavelmente a mais importante característica de qualquer mecanismo deabstração é a maneira como são nomeados os objetos que estão sendogerenciados. Quando um processo cria um arquivo, ele lhe dá um nome. Quando o
  3. 3. processo termina, o arquivo continua a existir e a poder ser acessado por outrosprocessos, utilizando seu nome. (TANEBAUM; WOODHULL, 2000). Atributos de Arquivo São informações de controle de cada arquivo. Variam dependendo o Sistemade Arquivos, porém estes estão presentes em quase todos os sistemas: nome, local,tipo, tamanho, proteção, identificação do criador, data da criação. (SILBERSCHATZet al, 2004). Nem sempre os atributos oferecidos pó um sistema de arquivos sãosuficientes para exprimir todas as informações a respeito de um arquivo. Nessecaso, a “solução” encontrada pelos usuários é usar o nome do arquivo para exprimira informação desejada. Por exemplo, em muitos sistemas a parte final do nome doarquivo (sua extensão) é usada para identificar o formato de seu conteúdo. Outrasituação é usar parte do nome do arquivo para identificar diferentes versões domesmo conteúdo. (MAZIERO, 2011). As informações sobre todos os arquivos são manipuladas na estrutura dodiretório, que também reside no armazenamento secundário. Em geral, uma entradade diretório consiste no nome do arquivo e seu identificador exclusivo. Oidentificador, por sua vez, localiza os outros atributos do arquivo. Pode sernecessário 1 kilobyte para registrar essas informações para cada arquivo. Em umsistema com muitos arquivos, o tamanho do próprio diretório pode ser demegabytes. Como os diretórios, assim como os arquivos precisam ser não voláteis,eles precisam ser armazenados no dispositivo e trazidos para a memória aospoucos, conforme a necessidade. (SILBERCHATZ et al, 2004). Operações com Arquivos Os arquivos existem para armazenar informações e permitir que estas sejamrecuperadas mais tarde. Sistemas diferentes oferecem operações diferentes parapermitir armazenamento e recuperação. São chamadas de sistema mais comuns
  4. 4. que se relacionam com arquivos: create, delete, open, close, read, write, append,seek, get atributes, set atributes e rename. (TANENBAUM; WOODHULL, 2000). Diretórios Os sistemas de arquivos dos computadores podem ser extensos. Algunssisteas armazenam milhões de arquivos em terabytes de disco. Para gerenciar todosesses dados, precisamos organizá-los. Essa organização é feita em duas partes:primeiro, os discos são divididos em uma ou mais partições. Cada disco em umsistema contém pelo menos uma partição, que é uma estrutura de nível inferior emque os arquivos e diretórios residem. As partições podem ser consideradas discosvirtuais, também podem armazenar vários sistemas operacionais, permitindo a umsistema inicializar e executar mais de um deles. Segundo, cada partição contéminformações dentro dela. Essas informações são mantidas em entradas no diretóriodo dispositivo ou sumário do volume. O diretório do dispositivo registrainformações - como nome, local, tamanho e tipo – para todos os arquivos nessapartição. (SILBERSCHATZ et al, 2004). - Sistema de Diretório em nível único A maneira mais simples de sistema de diretório é ter um diretório contendotodos os arquivos. Algumas vezes ele é chamado de diretório-raiz, mas, como ele ésó um, o nome não importa muito. Nos primeiros computadores pessoais, essesistema era comum, em parte, porque havia somente um usuário. Curiosamente, oprimeiro supercomputador do mundo, o CDC 6600, também tinha somente umdiretório para todos os arquivos, mesmo sendo usado por várias pessoas ao mesmotempo. São mostrados os proprietários dos arquivos e não seus nomes. Asvantagens desse esquema são a simplicidade e a capacidade de localizar osarquivos rapidamente – afinal, há somente um lugar onde procurar. (TANENBAUM,2003).
  5. 5. - Diretório de dois níveis Um diretório de único nível normalmente ocasiona confusão de nomes dearquivos entre diferentes usuários. A solução é criar um diretório separado paracada usuário. Na estrutura de diretório de dois níveis, cada usuário possui seupróprio diretório de arquivos do usuário (UFD). Os UFD possuem estruturassemelhantes, mas cada um lista apenas os arquivos de um único usuário. Quando atarefa de um usuário é iniciada ou quando um usuário efetua o login, o diretório dearquivos mestre (MDF) é pesquisado. O MDF é deixado por nome de usuário ounúmero de conta, e cada entrada aponta para o UFD desse usuário. Quando umusuário se refere a determinado arquivo, somente se próprio arquivo UFD épesquisado. Assim, diferentes usuários podem ter arquivos com o mesmo nome,desde que todos os nomes de arquivo dentro de cada UFD sejam exclusivos.(SILBERCHATZ et al, 2004). Implementação de Arquivos A questão mais importante na implementação de armazenamento de arquivostalvez seja a manutenção do controle de quais blocos de discos estão relacionadosa quais arquivos. São usados vários métodos em diferentes sistemas operacionais.(TANENBAUM, 2003). A alocação de um arquivo no disco tem como ponto de partida a definição deum bloco de controle de arquivo (FCB – File Control Block), que nada mais é queuma estrutura contendo os meta-dados do arquivo e a localização de seu conteúdono disco. Em alguns sistemas de arquivos mais simples, como o sistema FAT (FileAlocation Table) usado em plataformas MS-DOS, o FCB é bastante pequeno e cabena entrada correspondente ao arquivo, na tabela de diretório onde ele se encontradefinido. Em sistemas de arquivos mais complexos, os blocos de controle dearquivos são definidos em estruturas separadas, como a Master File Table dosistema NTFS e os i-nodes do sistema UNIX. (MAZIERO, 2011).
  6. 6. - Alocação contíngua O esquema mais simples de alocação é armazenar cada arquivo como umbloco contíguo de dados no disco. Assim, em um disco com blocos de 1K, umarquivo de 50K alocaria 50 blocos consecutivos. Esse esquema tem duas vantagenssignificativas, é simples de implementar porque monitorar os blocos de um arquivoestão reduz-se a lembrar um número, o endereço de disco do primeiro bloco. A outravantagem é que o desempenho é excelente porque o arquivo inteiro pode ser lido dodisco em uma única operação. (TANENBAUM; WOODHULL, 2000). A alocação contígua tem dois grandes problemas também. Primeiro, só podeser usada se o tamanho máximo do arquivo for conhecido no momento de suacriação. Sem esta informação, o sistema operacional não pode saber quanto espaçoem disco deve ser reservado. O segundo problema é a fragmentação do disco,resultante desta política de alocação. Perde-se muito espaço útil. A compactação dodisco normalmente é tão cara que torna-se proibitiva, apesar de poder ser realizadaà noite, quando o sistema é pouco usado. (TANENBAUM, 1995). - Alocação por lista encadeada Este método para armazenar arquivos mantém, cada um, como uma listaencadeada de blocos de disco. A primeira palavra de cada bloco é usada comoponteiro para um próximo. O restante do bloco é usado para dados, todo bloco dedisco pode ser usado. Para manter uma entrada de diretório é suficiente armazenarapenas o endereço em disco do primeiro bloco. O restante pode ser encontrado apartir dele. (TANENBAUM, 2003). Os principais problemas da alocação encadeada são o baixo desempenhonos acessos diretos e a relativa fragilidade em relação a erros nos blocos do disco.Ambos os problemas provêm do fato de que os ponteiros dos blocos sãoaramzenados nos próprios blocos, junto dos dados do arquivo. Para resolver esseproblema, os ponteiros podem ser retirados dos blocos de dados arazaenados emuma tabela separada. Essa tabela é denominada Tabela de Alocação de Arquivos(FAT), sendo a base dos sistemas de arquivos FAT12, FAT16 e FAT32 usados nos
  7. 7. sistemas operacionais MS-Dos, Windows e em muitos dispositivos dearmazenamento portáteis, como pen-drives, reprodutores MP3 e câmerasfotográficas digitais. (MAZIERO, 2011). - Alocação indexada Na alocação indexada cada arquivo possui seu próprio bloco de índice, que éum array de endereços de bloco do disco. A entrada i do bloco de índice aponta parao bloco i do arquivo. O diretório contém o endereço do bloco de índice. Para ler obloco i, usamos o ponteiro para a entrada de bloco de índice i a fim de encontrar eler o bloco desejado. A alocação indexada admite acesso direto, sem sofrer com afragmentação externa, pois qualquer bloco livre no disco pode satisfazer a umarequisição de mais espaço. (SILBERSCHATZ et al, 2004).
  8. 8. Conclusão Quando visto de fora, um sistema de arquivos é uma coleção de arquivos ede diretórios, mais as operações sobre os mesmo. Os arquivos podem ser lidos,gravados, os diretórios podem ser criados e destruídos, e os arquivos podem sermovidos de um diretório para outro. Sistemas de arquivos mais modernos suportamum sistema de diretório hierárquico, nos quais diretórios podem ter subdiretórios adinfinitum. Quando visto do interior, um sistema de arquivos parece bem diferente. Osprojetistas de sistema de arquivos precisam preocupar-se com o modo como oarmazenamento é alocado e com o modo como o sistema monitora qual bloco vaicom qual arquivo. Bem como diferentes sistemas têm diferentes estruturas dediretórios, a confiabilidade e o desempenho do sistema de arquivos também sãoquestões importantes. Entre os exemplos de sistemas de arquivos estão ISSO 9660, CP/M, MS-DOS, Windows 98 e Unix. Eles se diferenciam de várias maneiras, inclusive pelomodo de monitorar quais blocos vão para quais arquivos, pela estrutura de diretóriose pelo gerenciamento do espaço livre em disco.
  9. 9. ReferênciasJANDL, Peter, Jr. Notas sobre Sistemas Operacionais. 2004. Disponível em:<http://rossano.pro.br/fatec/cursos/soii/SistemasOperacionais-peter-jandl-jr.pdf>.Acesso em 20-03-2012 ás 16:00.MAZIERO, Carlos Alberto. Sistemas Operacionais VI – Gerência de Arquivos.2011. Disponível em: <http://dainf.ct.utfpr.edu.br/~maziero>. Acesso em 06-04-2012ás 10:50.SILBERSCHATZ, Abraham; GALVIN, Peter Baer; GAGME, Game. Sistemasoperacionais. Rio de Janeiro: Elsevier, 2004.TANENBAUM, Andrew S. Sistemas Operacionais Modernos. Rio de Janeiro: JC,1995.TANENBAUM, Andrew S. Sistemas Operacionais Modernos. 2. Ed. São Paulo:Pearson Prentice Hall, 2003.TANENBAUM, Andrew S.; WOODHULL, Albert S. Sistemas Operacionais: projetoe implementação. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2000.

×