Cap 6 - Entrada e Saida Software Basico

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Gerência de dispositivos (E/S) 
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Entrada e saída 
•  S.O. oferece abstração e controle de acesso 
•  Dispositivos abstratos: 
°  Arquivos 
°  Terminais (teclado+mouse, monitor) 
°  Rede 
•  Complexidade modelada por device drivers 
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Arquivos 
•  Sequência de bytes 
•  Posição atual 
•  Atributos 
°  Tamanho 
°  Criador 
°  Permissões 
°  Data de criação 
°  Data de acesso 
°  Etc. 
17 18 19 20 21 22 23 24 25 
Cursor: próxima posição a ser lida/escrita 
17 18 
19 
20 
21 
22 
23 
24 
25 
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Operações sobre arquivos 
•  Abrir 
•  Ler 
•  Escrever 
•  Reposicionar o cursor (apontador) 
•  Truncar 
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Controle de acesso/proteção 
•  Simples: poucos recursos/garantias 
•  Hierárquico: controle definido por grupos 
•  Senha associada a cada arquivo 
•  Listas de controle de acesso: 
°  Método mais genérico 
°  Permite definição de acessos em detalhes 
°  Pode prejudicar desempenho 
°  Cansativo para se administrar 
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Mapeamento de arquivos em disco 
•  Define a relação entre blocos da sequência 
e setores do disco real 
•  Alocação sequencial: 
°  Mais simples de se implementar e controlar 
°  Possível apenas com arquivos fixos (CD-ROM) 
•  Alocação não sequencial: 
°  Solução mais genérica 
°  Permite lidar com arquivos de tamanho variável 
°  Requer estruturas auxiliares 
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Técnicas de mapeamento não-sequencial 
•  Lista encadeada: 
°  Cada bloco aponta para o seguinte: simples 
°  Requer acesso sequencial para localizar blocos 
•  Encadeada com FAT (tabela de alocação): 
°  Lista encadeada armazenada em tabela isolada 
°  Reduz custo de acesso sequencial 
•  Arquivo indexado: 
°  Estrutura de dados c/ posição de todos os blocos 
°  Acesso direto a qualquer parte do arquivo 
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Mapeamento com lista encadeada 
Início 
Fim 
Arquivo.txt 
G H 
A 
B 
F 
I 
C 
D 
E 
•  Acesso sequencial: 
•  simples 
•  Acesso direto: 
•  trabalhoso 
•  Suscetível a erros 
•  Exemplo: PICK 
 
11 13 15 
19 
22 
25 
26 28 31 
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Mapeamento com tabela de alocação (FAT) 
Início 
(11) 
Fim 
(25) 
Arquivo.txt 
•  Acesso sequencial: 
•  simples 
•  Acesso direto: 
•  mediano 
•  FAT na memória 
•  Exemplo: DOS 
 
11 13 15 
19 
22 
25 
26 28 31 
19 
28 
31 
15 
13 
-1 
25 
26 
22 
G H 
A 
B 
F 
I 
C 
D 
E 
FAT 1 
32 
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Mapeamento com índices 
Arquivo.txt •  Acesso sequencial: 
•  simples 
•  Acesso direto: 
•  simples 
•  Índice na memória 
•  Um índice por arquivo 
•  Índices: 
•  Lista encadeada 
•  Multi-nível 
•  Híbrido 
•  Exemplo: UNIX 
11 13 15 
19 
22 
25 
26 28 31 
G H 
A 
B 
F 
I 
C 
D 
E 
Índice 
 0x010A0 
19 
28 
31 
11 
15 
13 
-1 
25 
26 
22 
0x010A0 
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Gerência do espaço livre 
•  Lista encadeada de blocos livres 
°  Implementação simples 
°  Solução direta no caso da FAT 
•  Mapa de bits dos setores do disco 
°  Acesso fácil com auxílio do hardware 
°  Requer espaço em disco e memória 
•  Listas com otimizações/compactação 
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Diretórios 
•  Associação de nomes com arquivos 
•  Atributos de arquivos 
•  Atributos do diretório 
°  Permissões de acesso 
°  Tamanho 
°  Hierarquia de diretórios 
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Operações em diretórios 
•  Criar arquivos 
•  Procurar por um arquivo 
•  Remover arquivos 
•  Renomear de um arquivo 
•  Percorrer o sistema de arquivos 
•  Criar/remover/renomear diretórios 
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Estrutura de diretórios 
•  Lista de nomes de arquivos 
•  Lista encadeada simples 
•  Lista ordenada 
•  Hash 
•  Árvores de busca (B+) 
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Sistemas de arquivos em redes 
•  Arquivos em discos de outras máquinas 
•  S.O. transforma acessos a disco em 
mensagens pela rede 
•  A separação entre máquinas gera 
problemas semânticos 
°  Arquivos podem ser alterados por dois clientes 
°  Alterações não são visíveis imediatamente 
°  Controle de acesso deve ser distribuído 
Como lidar com operações de E/S? 
•  Controle do processador: busy waiting 
•  Via interrupções ao processador: 
°  Programmed I/O (PIO) 
•  Sem interromper o processador 
°  Direct Memory Access (DMA) 
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