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Infra-Estrutura de Software
Sistema de Arquivos
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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
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Extensões de arquivo típicas
Nomes de arquivos Extensões de arquivo típicas
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Estrutura de arquivos Três tipos de arquivos byte sequence
record sequence tree
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Tipos de arquivo (a) Arquivo executável (b) Arquivo de armazenamento
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Tipos 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
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Atributos de um arquivo
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Operações sobre arquivos
Create Delete Open Close Read Write Append Seek Get attributes Set attributes Rename
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Exemplo de chamadas de sistema de arquivos
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Exemplo de chamadas de sistema de arquivos
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Arquivos 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
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Diretórios Sistema de diretório de um nível
Contém 4 arquivos pertencentes a 3 pessoas diferentes: A, B, e C
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Sistema de diretório de dois níveis
Letras indicam donos dos diretórios e arquivos
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Sistema de diretórios hierárquico
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Localização de arquivos: Caminhos de diretório
Árvore de diretório do UNIX
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Operações sobre diretórios
Readdir Rename Link Unlink Create Delete Opendir Closedir
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Implementação do sistema de arquivos
Um exemplo de layout do sistema de arquivos
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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
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Implementação de arquivos (2)
Armazenando como uma lista ligada de blocos
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Implementação de arquivos (3)
Alocação de lista usando FAT (File Allocation Table) em RAM
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Implementação de arquivos (4)
Exemplo de i-node
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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
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Implementando diretórios (2)
Tratando nomes gradnes de arquivo: (a) In-line (b) Usando uma heap
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Arquivos compartilhados (1)
Sistema contendo um arquivo compartilhado
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Arquivos compartilhados (2)
(a) Situação antes de conectar (link) (b) Após conexão (c) Após remoção do arquivo pelo dono original
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Gerenciamento do disco (1)
Block size Todos os arquivos de 1KB
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Gerenciamento do disco (2)
(a) Armazenando a lista livre numa lista ligada (b) Um mapa de bits (bit map)
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Gerenciamento do disco (3)
Quotas para saber o uso do disco por cada usuário
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Sistema de arquivos: Confiabilidade
Estados do sistema de arquivo (a) Consistente (b) Bloco perdido (c) Bloco duplicado na lista livre (d) Bloco de dados duplicado
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Sistema de arquivos: Performance: Cache de Discos
Uso do LFU MS-DOS Write-through Unix Write com Sync a cada 30 seg. Problemas com disquetes
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Sistema de arquivos: Performance: 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
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Exemplos de sistemas de arquivo: Sistema CP/M (1)
Organização da memória no CP/M
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Exemplos de sistemas de arquivo: Sistema CP/M (2)
Entrada de diretório do CP/M
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Exemplos de sistemas de arquivo: Sistema MS-DOS (1)
Entrada de diretório do MS-DOS
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Exemplos de sistemas de arquivo: Sistema MS-DOS (2)
Partição máxima para tamanhos de bloco diferentes Caixas vazias representam combinações proibidas
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Exemplos de sistemas de arquivo: Sistema Windows 98 (1)
Bytes Diretório extendido do MS-DOS usado no Windows 98
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Exemplos de sistemas de arquivo: Sistema Windows 98 (2)
Bytes Checksum Entrada para parte de um nome de arquivo longo
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Exemplos de sistemas de arquivo: Sistema Windows 98 (3)
Exemplo do espaço usado para armazenar um nome de arquivo longo
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Exemplos de sistemas de arquivo: Sistema UNIX V7 (1)
Entrada de diretório do UNIX V7
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Exemplos de sistemas de arquivo: Sistema UNIX V7 (2)
O i-node do UNIX
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Exemplos de sistemas de arquivo: Sistema UNIX V7 (3)
Procurando a /usr/ast/mbox
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Fim
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Gerenciamento do disco (3)
(a) Almost-full block of pointers to free disk blocks in RAM - three blocks of pointers on disk (b) Result of freeing a 3-block arquivo (c) Alternative strategy for handling 3 free blocks - shaded entries are pointers to free disk blocks
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Sistema de arquivos: Confiabilidade (1)
arquivo that has not changed 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
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Sistema de arquivos: Confiabilidade (2)
Bit maps usados pelo algoritmo de dump lógico
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Sistema de arquivos: Performance (1)
Estrutura de dados da cache de blocos
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Sistema de arquivos: Log-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
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Exemplos de sistemas de arquivo: Sistema do CD-ROM
Entrada de diretório tipo ISO 9660
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