Sis

tem

as

Opera

cionais

– S

érg

io F

ern

ando

Parte 4 – Gerência do Sistema de Arquivos 1

Sistemas OperacionaisSistemas Operacionais

Prof. Sérgio FernandoProf. Sérgio Fernando

Adaptado do livro: Arquitetura de Sistemas Operacionais (Francis Berenger Adaptado do livro: Arquitetura de Sistemas Operacionais (Francis Berenger Machado e Luiz Paulo Maia)Machado e Luiz Paulo Maia)

Parte 4 Parte 4 Gerência do Sistema de ArquivosGerência do Sistema de Arquivos

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Parte 4 – Gerência do Sistema de Arquivos 2

Sumário

• Introdução  • Arquivos

– Organização de Arquivos – Métodos de Acesso – Operações de Entrada/Saída

• Atributos • Diretórios • Gerência de Espaço Livre em Disco • Gerência de Alocação de Espaço em Disco• Proteção de Acesso • Implementação de Caches

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Parte 4 – Gerência do Sistema de Arquivos 3

Introducão

• Um processo deve ser capaz de ler e gravar grande volume de dados em dispositivos como fitas e discos de forma permanente, além de poder compartilhá-los com outros processos

• A manipulação de arquivos é uma atividade freqüentemente realizada pelos usuários, devendo sempre ocorrer de maneira uniforme, independente dos diferentes dispositivos de armazenamento

• A maneira pela qual o sistema operacional estrutura e organiza estas informações é através da implementação de arquivos

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Parte 4 – Gerência do Sistema de Arquivos 4

Arquivos

• Extensão de arquivos

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Parte 4 – Gerência do Sistema de Arquivos 5

Organização de Arquivos

• Organização de Arquivos

Byte

(a ) O rg an iza çã o n ã o - estruturad a

A na C lá ud ia Teresa

Bea triz C a m ila D an iele Pa tr ícia Tina Va nessa

Isab ela M ar ia

Registro

(b ) O rgan izaçã o Ind exa da

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Parte 4 – Gerência do Sistema de Arquivos 6Arq

uite

tura

de

Sis

tem

as O

pera

cion

ais

– M

acha

do/M

aia

Métodos de Acesso

• Acesso direto

Registro0

Registro1

Registro2

Registron

D esloca m en to ded o is reg istro s

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Parte 4 – Gerência do Sistema de Arquivos 7Arq

uite

tura

de

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cion

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acha

do/M

aia

Operações de Entrada/Saída

D ispo sitivo s

Ro tina s d e E/ S

A plicaçã o

• Operações de Entrada/Saída

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Parte 4 – Gerência do Sistema de Arquivos 8Arq

uite

tura

de

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cion

ais

– M

acha

do/M

aia

Operações de Entrada/Saída

• Rotinas de E/S

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Parte 4 – Gerência do Sistema de Arquivos 9Arq

uite

tura

de

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pera

cion

ais

– M

acha

do/M

aia

Atributos

• Atributos de arquivos

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Parte 4 – Gerência do Sistema de Arquivos 10

Diretórios

• Estrutura de diretórios de nível único

Iden tifica çãoPro teçã o

O rg an iza çãoLo ca l iza ção

A tr ib utos

D iretó rio s A rq u ivos

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Parte 4 – Gerência do Sistema de Arquivos 11

Diretórios

• Estrutura de diretórios com dois níveis

U su á r io1

U su á r io2

U su á r io3

U su á r ion

A rq u ivo1

A rq u ivo2

A rq u ivo3

A rq u ivo1

A rq u ivo1

A rq u ivo2

A rq u ivo3

U ser F ile D irecto ry(U FD )

A rq u ivos

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Parte 4 – Gerência do Sistema de Arquivos 12

Diretórios

• Estrutura de diretórios em árvore

U su á r io1

U su á r io2

U su á r io3

U su á r ion

D iretó rio Ra iz

D iretó rio1

D iretó rio2

A rq u ivo1

A rq u ivo1

D iretó rio1

A rq u ivo1

A rq u ivo2

A rq u ivo1

A rq u ivo2

A rq u ivo1

A rq u ivo1

A rq u ivo2

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Parte 4 – Gerência do Sistema de Arquivos 13

Diretórios

• Path de um arquivo

D isco C :/

IvanIvanC a r lo s Pa u lo

Teste Pessoa l

Som a .exe

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Parte 4 – Gerência do Sistema de Arquivos 14

Gerência de Espaço Livre em Disco

• Alocação de espaço em disco

11 00 11 01

11 10 00 00

.

.

.

01 11 01 00

10 00 01 11

(a ) M ap a d e b its

In ício

(b ) Lista en ca dea da

Blo co C on ta do r

4 2

10 1

25 20

13 7

50 5

© Tab ela de b loco s l ivres

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Parte 4 – Gerência do Sistema de Arquivos 15

Gerência de Alocação de Espaço em Disco

• Alocação Contígua

0 1 2

3 4 5

6 7 8

9 10 11

12 13 14

A rq u ivo Blo co

A . TXT 4

B. TXT 10

C . TXT 13

3

1

2

Exten são

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Parte 4 – Gerência do Sistema de Arquivos 16

Gerência de Alocação de Espaço em Disco

• Estratégias de Alocação

First-Fit

Best-Fit

Worst-Fit

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Parte 4 – Gerência do Sistema de Arquivos 17

Gerência de Alocação de Espaço em Disco

• Desfragmentação

Á rea d e tra b a lho

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Parte 4 – Gerência do Sistema de Arquivos 18

Gerência de Alocação de Espaço em Disco

• Alocação Encadeada

In ício

0 1 2

3 4 5

6 7 8

9 10 11

12 13 14

A rq u ivo Blo co

A .TXT 6

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

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Parte 4 – Gerência do Sistema de Arquivos 19

Gerência de Alocação de Espaço em Disco

• Alocação Indexada

0 1 2

3 4 5

6 7 8

9 10 11

12 13 14

Blo co d eínd ice

310117

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Parte 4 – Gerência do Sistema de Arquivos 20

Proteção de Acesso

• Proteção por grupos de usuários

D A D O S.TXT

O w ner

G ro u p

A ll

Leitu raEscr ita

Execu çãoElim in açã o

Leitu ra

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ando

Parte 4 – Gerência do Sistema de Arquivos 21

Proteção de Acesso

• Lista de Controle de Acesso

U su á r io : M a iaA cesso : Leitura + Escr ita

U su á r io : M ach a d oA cesso : Leitura

U su á r io : M a iaA cesso : Leitura + Escr ita + Execuçã o

U su á r io : M ach a d oA cesso : El im in a ção

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Parte 4 – Gerência do Sistema de Arquivos 22

Implementação de Caches

• Acesso a disco é bastante lento• Buffer cache minimiza este problema• Quando uma operação é realizada o sistema verifica

se a informação se encontra no buffer cache– Em caso positivo, não é necessário o acesso ao disco– Caso o bloco requisitado não se encontre no cache, a

operação de E/S é realizada e o cache é atualizado

• Políticas para substituição de blocos: FIFO ou LRU• Aspectos de segurança

– Atualização periódica– Write-through caches