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pedro-neto
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Os sistemas de arquivos estão presentes em todos os sistemas operacionais atuais como ferramenta para organização do armazenamento e recuperação das informações. Neste trabalho temos como o principal objetivo desmistificar o funcionamento dos sistemas de arquivos juntamente como o detalhamento do seu modo de operação básico. Falaremos também nas funcionalidades existentes em alguns dos sistemas de arquivos existentes no sistemas operacionais atuais tais como Fat32, NTFS, Ext{2,3,4}, ZFS e complementaremos o conteúdo com melhoria na forma de acesso, redundância e recuperação dos arquivos com a utilização da tecnologia RAID (Redundant Array of Independent/Inexpensive Disks ou Conjunto Redundante de Discos Independentes/Econômicos).
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SISTEMAS DE ARQUIVOSPedro José
Sistemas Operacionais
Roteiro
Porque dos sistemas de arquivos Arquivos
Nomeclatura, estrutura e tipos Acesso, atributos e operações Implementações
Diretórios Operações Implementações Arquivos compartilhados
Journaling Sistemas Virtuais Gerenciamento de espaço livre Exemplos: Fat, NTFS, Ext e ZFS RAID 1,0 e 10
Porque dos sistemas operacionais Como persistir uma determinada
informação Como recuperar uma determinada
informação Como compartilhar informações entre os
processos Como controlar o acesso a uma
informação Como manipular alto número de
informações
Nomeclatura
Definido como uma cadeia de caracteres Tamanho limitado em alguns sistemas Restrições para alguns caracteres Extensões
Nem todos utilizam Associação com aplicativos Diferente manipulação
Estrutura
Sequência de bytes Registro Árvore
Tipos de arquivos
Regulares Diretórios Arquivos de caracteres especiais(E/S) Arquivos especiais de bloco
Formas de acesso
Sequencial Acesso aleatório
Atributos
Metadados ou informações sobre os arquivos Flags Segurança e controle de acesso Carimbos de tempo
Operações com arquivos
Ações disponíveis pelo Sistema operacional para manipular os arquivos Create Delete Open Close Read Write Get Attributes Set Attributes Rename
Implementação
Diferentes formas de armazenar/recuperar as informações em disco Alocação contígua ou continua Alocação por lista encadeada Alocação por lista encadeada utilizando a
memória I-nodes
Alocação contígua ou contínua
Alocação por lista enc.
Alocação por lista enc. na memória
I-nodes
Diretórios
Estrutura pensada para gerenciar e organizar os arquivos no sistema de arquivos Nomeclatura Operações Tipos de organização
Diretório de nível único Árvore hieráquica
Operações com arquivos
Ações disponíveis pelo Sistema operacional para manipular os diretórios Create Delete Opendir Closedir Readdir Rename
Diretório raiz
Árvore de diretórios
Árvore de diretórios no linux
Implementação dos diretórios Diferentes formas de
armazenar/recuperar as informações sobre os diretórios Recuperação dos atributos Recuperação dos atributos em sistemas
que usam I-nodes
Arquivos compartilhados
Existem alguns problemas na implementação de arquivos compartilhados referente a como os mesmos estão ligados Ligação simbólica(soft link)
Caracterizada pelo uso de um tipo especial de arquivo(link) e a atribuição de um caminho para os dois ponteiros
Após a remoção, apenas o caminho para o arquivo é removido
Ligação estrita(hard link) Caracterizada pelo apontamento físico para o mesmo
arquivo e o uso de contadores Após a remoção o i-node não é removido, apenas
Journaling
Problema da remoção/atualização dos arquivos Remover o arquivo > liberar as estruturas
Ações atômicas Sistema criado para implementar uma
melhor tolerância a falhas
Sistema de arquivos virtuais
Solução encontrada para gerenciar diferentes sistemas de arquivos em um determinado Sistema operacional em execução
Acessar sistemas de arquivos de rede(NFS)
Gerenciamento de espaço livre Lista encadeada
Um bloco de dados não fica livre pois contém apontamento para os demais
Ex.: um bloco de 1Kb pode conter 255 ponteiros de 32 bits
Mapa de bits Economia de espaço 1 bloco livre = 1 bit no
mapa
Exemplos de sistemas de arquivos Microsoft
FAT 8, 12, 16, 32 bits + cluster de setores + tabela de alocação
NTFS 32, 64 bits + cluster de setores + Journal + criptografia + permissões
Outros Ext 2
I-nodes + VFS + pré-alocação Ext 3
I-nodes + VFS + pré-alocação + Journal + compatibilidade ReiserFS
Journal native + blocos de 512, 1024, 4096 e 8192 bytes ZFS
128 bits + Journal + checksum além do bloco de dados + raiz única e snapshots rápidos
RAID
RAID 1 – espelhamento/correção de erros Mínimo dois discos
RAID 0 – segmentação Mínimo dois discos
RAID 10 – 1 + 0 Mínimo quatro discos