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Sistemas de arquivos


Todos os programas precisam armazenar e

recuperar dados.

Os processos não podem armazenar grande

quantidade de dados no seu espaço de

endereçamento.

Quando o processo chega ao final os dados no seu

espaço se perdem.

Precisamos que vários processos acessem os mesmos

dados.


A solução é utilizar um meio de armazenamento

chamado arquivos.

Para criar arquivos é preciso informar um nome:

No MS-DOS os nomes eram limitados a 8 caracteres.

Nos S.O atuais podem ter até 255 caracteres.


Estrutura dos arquivos:

Sequência de bytes

O S.O não se importa com o conteúdo do arquivo.

O significado deve ser dado pelo programa do usuário.

Sequência de registros

Arquivos são uma sequência de registros.

Esses registros possuem tamanho fixo.

Operação de leitura/escrita sobrepõe ou anexa um

registro.


Árvore de registros:

Cada registro contém um campo chave.

A árvore é ordenada pelo campo chave.

Facilita a busca por um registro dentro do arquivo.


Além do arquivo guardar o nome e os dados, ele

pode associar informações como:

Data e hora de criação.

Tamanho do arquivo.

Esses itens são chamados atributos.


Diretórios:

Pode conter centenas de arquivos ou nenhum arquivo.

Pode conter outros diretórios.

A diferença do arquivo é que ele mantém uma tabela

de ponteiros para outros arquivos/diretórios.


Nomes de caminhos:

Caminho absoluto:

Formado pelo caminho entre o diretório raiz e o arquivo.

Caminho relativo:

Formado pelo caminho entre o diretório atual e o arquivo.


Sistema de arquivos:

Um disco rígido pode ser dividido em uma ou mais

partições.

Todo disco possui um setor 0 que chamamos de MBR

(master boot record), que é utilizado para iniciar o

computador.

O BIOS lê e executa o setor 0 do disco em busca de

uma partição ativa.


Esquema de partição de disco:

Superbloco: fornece informações tais como:

identificação do sistema de arquivos, número de blocos

do sistema de arquivos etc.

Blocos livres: informa a quantidade de blocos livres no

sistema.

I-nodes: uma estrutura de dados com informações

sobre os arquivos.

Diretório raiz: contem o topo da árvore de diretórios.

Arquivos e pastas: conteúdo propriamente dito.


Estrutura geral de uma partição do disco.


Questão:

Como é feito o controle de quais blocos do disco estão

relacionados com quais arquivos?

Em outras palavras, como os arquivos são gravados e

distribuídos entre os blocos?

Métodos de gravação:

Alocação contínua.

Alocação por lista encadeada.

I-nodes


Alocação contínua:

Consiste em armazenar cada arquivo em blocos

contíguos.

Implementação simples.

Para localizar um arquivo basta saber o endereço do

primeiro bloco e o número de blocos do arquivo.

Bom desempenho para leitura.

Desvantagem que o disco fica fragmentado.


Alocação por lista encadeada:

Os arquivos são armazenados em blocos lincados.

Os primeiros bits de cada bloco é o ponteiro para o

próximo bloco.

Não acontece fragmentação.

Acesso aleatório lento, pois os blocos tem que ser lidos

um de cada vez até chegar no arquivo desejado.

Tabela de alocação


I-node

Estrutura de dados (pequena tabela) que mantém

informações e os endereços de disco dos blocos do

arquivo.

A principal diferença da tabela de alocação é que

apenas o i-node fica na memória apenas quando o

arquivo está em uso.


Esquema de um I-node


Confiabilidade dos sistemas de arquivos:

O sistema de arquivos pode ser danificados por vários

motivos:

Queda de energia.

HD defeituoso.

Erro de software.

Deve-se possuir copias de segurança.

Cópia física.

Cópia lógica.


Exemplos de sistemas de arquivos:

CD-Rom:

ISO 9660: produzido com limitações para atender alguns

sistemas operacionais (MS-DOS)

Estendido para Joliet :

Nome de arquivos longos.

Conjuntos de caracteres Unicode.

Diretório com profundidade maior que 8 níveis.



Windows:

NTFS: até 16 TB.



Linux:

ext-2: 16 TB

ext-3: 16 TB com journaling.

ReiserFS: 16 TB com journaling.

JFS: 4 PT (petabytes) com journaling.

XFS: 16 EX (exabytes) com journaling.

Journaling: é um log que o SO faz antes de escrever

qualquer dado no disco.

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