7 - Sistemas de arquivos

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SISTEMAS 
OPERACIONAIS 
 
 
Sistemas de Arquivos 
 
Prof. Mateus Novaes 
(Adaptação dos slides de Silberschatz) 
SUMÁRIO 
 Conceito de arquivo 
 Métodos de acesso 
 Estrutura de diretório 
 Proteção 
 
 
 
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SISTEMA DE ARQUIVOS 
CONCEITO DE ARQUIVO 
 Coleção de dados relacionados 
 
 Espaço de endereçamento lógico continuo 
 
 Sequência de bytes, bits, linhas ou registros 
interpretados por uma aplicação ou pelo S.O. 
 
 Tipos: 
 Dados 
 Númerico 
 Caracteres 
 Binário 
 Programas 
 
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SISTEMA DE ARQUIVOS 
CONCEITO DE ARQUIVO 
 Representação interna 
 Nenhuma – Sequência de bytes 
 Estrutura simples de registros 
 Linhas 
 Tamanho variado 
 Tamanho fixo 
 Outras estruturas complexas 
 
 Quem escolhe a formatação: 
 Sistema Operacional 
 Programa de usuário 
 
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SISTEMA DE ARQUIVOS 
CONCEITO DE ARQUIVO 
 Atributos 
 Nome: Única informação mantida em forma visível ao 
usuário 
 Tipo: Preciso em sistemas que suportam diferentes 
tipos de arquivos 
 Localização: Ponteiro que aponta para o arquivo no 
dispositivo 
 Tamanho: O tamanho atual do arquivo 
 Proteção: Controla quem pode ler, gravar ou executar 
o arquivo 
 Hora, data e identificação de usuário: Mantidas para 
criação, última modificação e último uso 
 
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SISTEMA DE ARQUIVOS 
CONCEITO DE ARQUIVO 
 As informações sobre os arquivos são guardadas 
nos diretórios, mantidos nos discos 
 Os arquivos são um tipo abstrato de dados 
 Algumas operações precisam ser realizadas: 
 Criar 
 Escrever 
 Ler 
 Reposicionar 
 Apagar 
 Truncar 
 Apagar o conteúdo do arquivo sem remover seus atributos 
 
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SISTEMA DE ARQUIVOS 
CONCEITO DE ARQUIVO 
 Estas são as operações básicas outras também 
podem existir: anexar, renomear, cópia, denifir 
atributos 
 Existem também outras informações 
relacionadas a um arquivo aberto: 
 Ponteiro de arquivo: aponta para ultima posição lida 
ou escrita no arquivo 
 Contador de arquivos abertos: Permitem remover 
dados associados ao arquivo quando o último processo 
fechar o arquivo 
 Posição do arquivo no disco: Permite que o S.O. não 
tenha que ler a posição do arquivo a cada acesso 
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SISTEMA DE ARQUIVOS 
CONCEITO DE ARQUIVO 
 Tipos de arquivos: 
 Ajuda o S.O. a saber se uma operação sobre o arquivo 
é inválida 
 Impressão de um arquivo binário 
 Uma técnica é colocar o tipo do arquivo em parte do 
nome 
 Normalmente separado por um ponto 
 A parte do arquivo que identifica o tipo é também chamada 
de extensão 
 
 
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CONCEITO DE ARQUIVO 
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SISTEMA DE ARQUIVOS 
ESTRUTURA DE DIRETÓRIO 
 Os sistemas de arquivos podem ser enormes 
armazenando milhares de arquivos 
 
 Os sistemas de arquivos são quebrados em 
partições 
 Cada partição contém informações sobre seus 
arquivos em entradas em um diretório de dispositivo 
ou índice de volume também chamado de diretório 
 
 Diretórios 
 Uma coleção de entradas que contem informações 
sobre todos os arquivos contidos dentro deles 
 
 
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ESTRUTURA DE DIRETÓRIO 
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SISTEMA DE ARQUIVOS 
ESTRUTURA DE DIRETÓRIO 
 Operações que são realizadas em um diretório 
 Pesquisa de arquivos 
 Criar um arquivo 
 Excluir um arquivo 
 Listar um diretório 
 Renomear um arquivo 
 Percorrer o sistema de arquivos 
 
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SISTEMA DE ARQUIVOS 
MÉTODOS DE ACESSO 
 Acesso sequencial 
 Método mais comum 
 Operações de leitura e escrita fazem com que o 
ponteiro do arquivo avance 
 Esse ponteiro pode ser reiniciado 
 
 
 
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SISTEMA DE ARQUIVOS 
MÉTODOS DE ACESSO 
 Acesso direto 
 Acesso a blocos arbitrários do arquivo 
 
 Necessários para acessar arquivos grandes 
 
 O ponteiro para o arquivo precisa ser manipulado 
 
 read cp; 
 cp = cp+1; 
 
 
 
 
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SISTEMA DE ARQUIVOS 
MÉTODOS DE ACESSO 
 Comparação entre acesso direto e sequencial 
 
 
 
 
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SISTEMA DE ARQUIVOS 
MÉTODOS DE ALOCAÇÃO 
 Alocação contínua 
 Cada arquivo ocupa partes contíguas do disco 
 
 Simples de implementar 
 
 Acesso direto ou sequencial 
 
 Desperdício de espaço 
 
 Problema com o tamanho dos arquivos 
 
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SISTEMA DE ARQUIVOS 
MÉTODOS DE ALOCAÇÃO 
 Alocação contínua 
 
 
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SISTEMA DE ARQUIVOS 
MÉTODOS DE ALOCAÇÃO 
 Alocação interligada 
 Cada arquivo é uma lista de blocos interligados no 
disco 
 
 Simples de implementar 
 
 Não há acesso direto 
 
 Exemplo: 
 File Alocation Table (FAT) 
 
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SISTEMA DE ARQUIVOS 
MÉTODOS DE ALOCAÇÃO 
 Alocação interligada 
 
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SISTEMA DE ARQUIVOS 
MÉTODOS DE ALOCAÇÃO 
 Alocação interligada 
 FAT 
 
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SISTEMA DE ARQUIVOS 
MÉTODOS DE ALOCAÇÃO 
 Alocação indexada 
 Reúne todos os ponteiros num bloco de índices 
 
 Necessidade de uma tabela de índices 
 
 Acesso direto 
 
 Acesso dinâmico sem fragmentação externa 
 Overhead com o bloco de indices 
 
 Exemplo: 
 inode 
 
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SISTEMA DE ARQUIVOS 
MÉTODOS DE ALOCAÇÃO 
 Alocação indexada 
 
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SISTEMA DE ARQUIVOS 
MÉTODOS DE ALOCAÇÃO 
 Alocação indexada 
 inode 
 
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SISTEMA DE ARQUIVOS 
GERÊNCIA DE ESPAÇO LIVRE 
 Alocação de espaço em disco 
 Vetor de bits 
 Fácil de implementar 
 Um bloco livre é representado por 1 e um alocado por 0 
 Ex: 00111100 
 
 Lista interligada (encadeada) 
 Primeiro bloco livre é mantido na memória 
 Cada bloco aponta para o próximo bloco livre 
 
 Tabela de blocos livres 
 Um bloco armazena os endereços de n blocos livres. 
 O último bloco, cujo endereço estaria no primeiro bloco livre, 
armazenaria o endereço de mais n blocos livres. 
 
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SISTEMA DE ARQUIVOS 
GERÊNCIA DE ESPAÇO LIVRE 
 Alocação de espaço em disco 
 Lista interligada (encadeada) 
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SISTEMA DE ARQUIVOS 
PROTEÇÃO 
 O dono do arquivo deve ser capaz de controlar: 
 O que pode ser feito com o arquivo 
 Por quem 
 
 Tipos de acesso: 
 Leitura 
 Escrita 
 Execução 
 Anexar 
 Apagar 
 Listar 
 
 
 
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SISTEMA DE ARQUIVOS 
PROTEÇÃO 
 Modo de acesso: leitura, escrita e execução 
 Três classes de usuários: 
 RWX 
 a) owner access 7  1 1 1 
 RWX 
 b) group access 6  1 1 0 
 RWX 
 c) public access 1  0 0 1 
 
 
 
 
 
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owner group public 
chmod 761 game 
 
SISTEMA DE ARQUIVOS 
PROTEÇÃO 
 Permissões para um arquivo no windows XP 
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SISTEMA DE ARQUIVOS 
PROTEÇÃO 
 Lista de diretórios Unix 
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