Infra-Estrutura de Software

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. Create

2. Delete

3. Open

4. Close

5. Read

6. Write

7. Append

8. Seek

9. Get attributes

10.Set attributes

11.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. Create

2. Delete

3. Opendir

4. Closedir

5. Readdir

6. Rename

7. Link

8. 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