Disciplina: Sistema Operacional Professor: Luciano Ricardi Scorsin

Sumário 1 – Sistemas de Arquivos

Sistemas de Arquivos Sistemas de Arquivos

Diagrama Sistema Operacional Processos Hardware Armas: Escalonamento SysCalls (Chamadas de Sistema) Gerenciamento de Memória Entrada e Saída Hardware Processos IPC Threads Gerenciamento de Recursos Maquina Estendida

Gerenciamento de Memória Diagrama Sistema Operacional Escalonamento Gerenciamento de Memória Processos e Threads IPC Entrada e Saída Sistemas de Arquivos

Equipamento LIGADO Nome: Maria Idade: 30 Sexo: F Sistemas de Arquivos Dados dos Processos Sistema de Cadastro Nome: Maria Idade: 30 Sexo: F

Equipamento DESLIGADO Sistemas de Arquivos Equipamento DESLIGADO Dados dos Processos Sistema de Cadastro Nome: Maria Idade: 30 Sexo: F

Equipamento DESLIGADO Sistemas de Arquivos Informação não é Persistente!!! Equipamento DESLIGADO Dados dos Processos Sistema de Cadastro Nome: Maria Idade: 30 Sexo: F

Armazena poucos GB de Dados Sistemas de Arquivos Dados dos Processos Sistema de Cadastro Armazena poucos GB de Dados

Armazena poucos GB de Dados Sistemas de Arquivos Armazena Pouca quantidade de Informação. Dados dos Processos Sistema de Cadastro Armazena poucos GB de Dados

Acesso Exclusivo à memória Revisão Geral Nome: Maria Idade: 30 Sexo: F Sistema de Cadastro Acesso Exclusivo à memória Sistema de Cadastro

Acesso Exclusivo à memória Sistemas de Arquivos Nome: Maria Idade: 30 Sexo: F Acesso exclusivo à informação cadastrada. Sistema de Cadastro Acesso Exclusivo à memória Sistema de Cadastro

1 – Deve ser possível armazenar uma grande quantidade de informação Sistemas de Arquivos Logo, 3 requisitos essenciais para o armazenamento de informação por longo prazo. 1 – Deve ser possível armazenar uma grande quantidade de informação 2 – A informação deve sobreviver ao término do processo que a usa 3 – Multiplos processos tem de ser capazes de acessar a informação concorrentemente.

Sistemas de Arquivos A solução usual para todos estes problemas é armazenar a informação em discos e em outros meios externos em unidades chamadas: Arquivos.

Sistemas de Arquivos Os Arquivos são gerenciados pelo SO. O modo como são estruturados, nomeados, acessados, usados, protegidos e implementados é tratado pelo Sistema de Arquivos do S.O.

Vamos Analisar Algumas Características dos Arquivos Sistemas de Arquivos Vamos Analisar Algumas Características dos Arquivos

Quantidade de Caracteres Diferenciação entre maiúsculas e minúsculas Sistemas de Arquivos Nomeação dos Arquivos Quantidade de Caracteres Diferenciação entre maiúsculas e minúsculas Extensões

Estrutura dos Arquivos Sequencia de Bytes Sequencia de Registros Sistemas de Arquivos Estrutura dos Arquivos Sequencia de Bytes Sequencia de Registros Árvore

Estrutura dos Arquivos Sistemas de Arquivos Estrutura dos Arquivos

Arquivos Regulares (ASCII ou Binário) Arquivos de caractere Sistemas de Arquivos Tipos de Arquivos Arquivos Regulares (ASCII ou Binário) Arquivos de caractere Arquivos de bloco

Acesso aos Arquivos Acesso Sequencial Acesso Aleatório Sistemas de Arquivos Acesso aos Arquivos Acesso Sequencial Acesso Aleatório

Sistemas de Arquivos Atributos de Arquivos As propriedades do arquivo que podem auxiliar na identificação de datas de alteração, segurança, tamanho dos arquivos e etc. Ex: Data de modificação, flags de proteção, tamanho máximo, tamanho atual e etc.

Vamos analisar as principais operações com arquivos Sistemas de Arquivos Vamos analisar as principais operações com arquivos

Create – Cria um arquivo Delete – Remove um arquivo Sistemas de Arquivos Create – Cria um arquivo Delete – Remove um arquivo Open – Abre um arquivo Close – Fecha um arquivo Read – Lê bytes/registros de um arquivo Write – Escreve bytes/registros em um arquivo Append – Escreve bytes ao final de um arquivo Seek – Ponteiro para posições em um arquivo Get Attributes – Obtem os atributos de um arquivo Set Attributes – Altera atributos de um arquivo Rename – Renomeia um arquivo

Sistemas de Arquivos Diretórios

Sistemas de Arquivos Diretórios Para controlar os arquivos, os sistemas de arquivos têm, em geral, diretórios ou pastas, que em muitos sistemas são também arquivos. Wikipedia: Diretório é um arquivo que contém referências a outros arquivos.

Estruturação dos Diretórios Diretório em um nível único Sistemas de Arquivos Estruturação dos Diretórios Diretório em um nível único Diretório em dois níveis Diretórios Hierárquicos

Sistemas de Arquivos Nível Único Dois Níveis Hierárquico

Sistemas de Arquivos Nomes de Caminhos Absoluto ou Relativo (Se comecar com o caracter de separação dos componentes de caminho (geralmente “/” ou “\”), o caminho é absoluto.) Windows: \usr\local\arquivo.txt Unix: /usr/local/arquivo.txt Multics: >usr>local>arquivo.txt Windows: local\arquivo.txt Unix: usr/local/arquivo.txt Multics: local>arquivo.txt Absolutos Relativos

Vamos analisar as principais operações com diretórios Sistemas de Arquivos Vamos analisar as principais operações com diretórios

Create – Cria um diretório Delete – Remove um diretório vazio Sistemas de Arquivos Create – Cria um diretório Delete – Remove um diretório vazio Opendir – Lê diretórios. Closedir – Fecha um diretório Readir – Lê as entradas de diretório em um diretório aberto Rename – Renomeia um diretório Link – Atalho para arquivos Unlink – Remove um arquivo/entrada do diretório

Sistemas de Arquivos Até agora foi fácil, visão do usuário. A partir de agora vamos ter uma visão da implementação do Sistema de Arquivos.

Esquema do Sistema de Arquivos Sistemas de Arquivos Esquema do Sistema de Arquivos Normalmente o disco é dividido em MBR e partições. A MBR contem o codigo de inicialização para o SO e também a tabela de partições. A partição por sua vez possui informações de bloco, superbloco, free-space, inodes, Diretório Raiz e os arquivos e diretórios.

Esquema do Sistema de Arquivos Sistemas de Arquivos Esquema do Sistema de Arquivos Disco Inteiro Partições Tabela de Partição MBR Bloco de Boot Superbloco Free-Space i-nodes Diretorio-Raiz Arquivos e Diretorios

Implementação dos Arquivos Sistemas de Arquivos Implementação dos Arquivos

Alocação Contígua Sistemas de Arquivos Arquivo A Arquivo C Arquivo E Arquivo G   Arquivo B Arquivo D Arquivo F

Alocação Contígua Sistemas de Arquivos Arquivo A Arquivo C Arquivo E Arquivo G   Arquivo B Arquivo D Arquivo F

Alocação por Lista Encadeada Na Memória Sistemas de Arquivos Alocação por Lista Encadeada Na Memória Arquivo A    0 Bloco 0 do arquivo Bloco 1 do arquivo Bloco 2 do arquivo Bloco 3 do arquivo Bloco 4 do arquivo Bloco Físico 4 7 2 10 12 Arquivo B   Bloco 0 do arquivo Bloco 1 do arquivo Bloco 2 do arquivo Bloco 3 do arquivo Bloco Físico 6 3 11 14

Alocação por Lista Encadeada Na Memória Sistemas de Arquivos Alocação por Lista Encadeada Na Memória 1 2 10 3 11 4 7 5 6 8 9 12 14 -1 13 15 FAT File Allocation Table Arquivo A começa aqui Arquivo B começa aqui Bloco Fisico Bloco sem uso

i-nodes Sistemas de Arquivos Atributos do Arquivo Endereço do bloco 0 do arquivo Endereço do bloco 1 do arquivo Endereço do bloco 2 do arquivo Endereço do bloco 3 do arquivo Endereço do bloco 4 do arquivo Endereço do bloco 5 do arquivo Endereço do bloco 6 do arquivo Endereço do bloco 7 do arquivo Endereço do bloco de ponteiros inode

Gerenciamento do Espaço em Disco Tamanho do Bloco (Blocagem) Sistemas de Arquivos Gerenciamento do Espaço em Disco Tamanho do Bloco (Blocagem) Mapeamento dos Blocos livres (mapa de bits ou lista encadeada) Quotas de Disco

Confiabilidade do Sistema de Arquivos Cópias de Segurança (Backup) Sistemas de Arquivos Confiabilidade do Sistema de Arquivos Cópias de Segurança (Backup) Completos (Full) Incrementais (Diferencial) Versoes Ferramentas: Rsync, BCV e SRDF (EMC), StorageNetworking

Confiabilidade do Sistema de Arquivos Sistemas de Arquivos Confiabilidade do Sistema de Arquivos Consistência do Sistema de Arquivos Scandisk Fsck

Desempenho do Sistema de Arquivos Sistemas de Arquivos Desempenho do Sistema de Arquivos Cache de Blocos Leitura Antecipada de Blocos Redução do movimento do braço do disco

Exemplos de Sistemas de Arquivos

Sistemas de Arquivos ISO9660 - CDROMs FAT16 e FAT32 – Windows 95, 98, XP, MSDOS NTFS – Windows NT, XP, 2000 e superiores EXT3, EXT4 – Linux ReiserFS – Linux NFS – Network File System

Duvidas? ricardi@gmail.com Proxima Aula: SMP Segurança