Sistemas de Arquivos

Alocação em memória – Problemas Quantidade Limitada de Informações Perda de informações quando o processo é terminado Vários processos podem requisitar a mesma informação –Ex. Lista de telefones on-line

Solução – Utilização de Arquivos Quantidade de informações que podem ser manipuladas são extremamente grandes Oferecem uma maneira de armazenar em disco e posterior leitura Vários processos podem acessar simultaneamente o arquivo Mais informações sobre arquivos veremos na aula sobre dispositivos de armazenamento primário e secundário

Diretórios Para organizar os arquivos, os sistemas de arquivos geralmente criam uma estrutura chamada de diretórios Na estrutura hierárquica, cada diretório possui um caminho Cada diretório pode possuir somente arquivos, somente diretórios, ou uma combinação de ambos

Diretórios - Representação O sistema de arquivos é o responsável por organizar essa estutura de arquivos e diretórios

Sistemas de Arquivos “Um sistema de arquivos é um conjunto de tipos abstratos de dados que são implementados para armazenar, organizar hierarquicamente, manipular, navegar, acessar e recuperar dados”

Sistemas de Arquivos Os arquivos devem ser armazenados em disco –Deve-se ter uma estrutura que indica onde esses arquivos estão armazenados –Outro ponto é a forma de recuperação dos arquivos. Fica mais fácil recuperar se estiverem armazenados de forma organizada O Sistema de Arquivos é o responsável pelo método de armazenamento e organização os arquivos em disco

Sistemas de Arquivos Fazendo analogias, o sistema de arquivos assemelha- se à organização de uma biblioteca O bibliotecário (sistema operacional) organiza os livros (arquivos) por assuntos (diretórios) A organização deve ser de tal forma que a busca (métodos de busca) seja eficiente O armazenamento é feito de forma que se tenha uma economia de espaço na prateleira (dispositivos de armazenamento secundário)

Sistemas de Arquivos O sistema de arquivos é responsável por organizar esses setores em arquivos e diretórios, e manter uma tabela de quais setores são relacionados com quais arquivos/diretórios Os mais populares utilizam dispositivos de armazenamento de dados, que fornecem os setores de seu espaço físico –Alocação contígua –Alocação por Lista Encadeada

Sistemas de Arquivos – Alocação Contígua Esquema mais simples Metodologia: os arquivos são armazenados de forma contínua em disco –Em discos com blocos de 1k, um arquivo de 50k seria alocado sequencialmente em 50 blocos Vantagens: –Simples de implementar –Otimização de desempenho Desvantagens: –Praticável se for conhecido o tamanho do arquivo a ser criado –Fragmentação de disco

Alocação Contígua – Representação Arquivo de no máximo 1k

Sistemas de Arquivos – Lista Encadeada Metodologia: blocos com dois campos, o primeiro é um ponteiro para o próximo bloco e o segundo são dados –Em discos com blocos de 1k, um arquivo de 50k não necessariamente seria alocado sequencialmente em 50 blocos Vantagens: –Não existe a fragmentação de disco –Diretório simplesmente armazena o endereço do primeiro bloco Desvantagens: –Acesso aleatório é mais lento –Necessidade de alocar mais um campo para indicar próximo bloco de dados

Lista Encadeada – Representação

Sistemas de Arquivos – Considerações O tamanho do bloco é ponto principal para economia de espaço em disco Este tamanho é determinado na criação do sistema de arquivos A velocidade da recuperação de dados depende diretamente da velocidade do processador e do dispositivo de armazenamento primário Existem sistemas de arquivos que monitoram o espaço livre em disco (mantém uma tabela com as unidades livres)

Sistemas de Arquivos – Políticas de Backup Para mídias pequenas (ex.: de até 5Gb), pode-se fazer o backup em um outro dispositivo de armazenamento –Ex.: Pen-drive para HD, fitas magnéticas, etc... Para mídias maiores (ex.: mais de 10Gb), esse processo é custoso Alternativas –Partição da unidade em dados e backup –Utilização de cópias incrementais –Espelhamento

Existem outros tipos de sistemas de arquivos, dentre eles: –Transacionais –Banco de Dados –Outras propostas especiais Sistemas de Arquivos – Outros Tipos

Sistemas de Arquivos Transacionais Relacionados a logs de eventos ou transações de banco de dados Cada operação feita altera arquivos ou estruturas nos discos Tais alterações são feitas para manter a integridade da transação Caso típicos: transações financeiras

Sistemas de Arquivos de Banco de Dados Nesses não existe a idéia de hierarquia de diretórios Os arquivos são organizados de acordo com suas características, tais como tipo, autor, data, ou outro metadado Essa organização é feita de modo a otimizar a consulta SQL

Referências TANENBAUN, Andrew S., WOODHULL, Albert S.Sistemas Operacionais – Projeto e Implementação. Ed. Bookmam, 2Ed.