ListaDeSOII_GerenciamentoDeArquivo_pt2

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Lista de Exercícios 
Sistemas Operacionais II
Gerenciamento de Arquivos pt.2
1. Explique as diferenças entre as duas soluções de implementação de diretórios adotadas para entradas (nomes) de tamanho variados.
R:
Na primeira solução o cabeçalho tem um tamanho fixo onde ficam o nome do proprietário, horário de criação, proteção e outros atributos e essas estruturas são seguidas pelo nome do arquivo que é de tamanho indeterminado finalizado por um caractere especial, a grande desvantagem é a lacuna de tamanho variado no diretório que pode impedir a entrada de um novo arquivo.
A segunda solução os nomes dos arquivos são concatenados em uma área temporária (heap) no final do diretório e no cabeçalho há ponteiros para o início do nome, essa segunda solução tende a ser bem mais vantajosa pois não contém lacunas, sempre caberá um novo arquivo e também não é necessário completar os nomes com caracteres especiais.
 2. Quais as principais estruturas usadas como entradas de diretórios empregadas em sistemas operacionais CPM, UNIX e Windows? 
R:
No CPM somente existe um diretório com todos os arquivos, e cada entrada possui o número dos blocos no disco e contém na sua estrutura o código do usuário, nome do arquivo, a extensão (tipo de arquivo) e o contador de blocos que possui um tamanho fixo mais pode ser aumentado dependendo do uso.
O Windows utiliza alocação com lista ligada, usando a tabela da memória principal a estrutura possui o nome a extensão e vários atributos incluindo tamanho, data de criação, hora, e o número do primeiro bloco.
No Unix cada entrada do diretório é formada pelo nome do arquivo e o seu número de i-node que é localizado em um endereço fixo no disco a estrutura somente possui o número do i-node e o nome do arquivo.
3. Explique as diferenças entre link simbólico e link físico; 
R: 
Um link simbólico é uma estrutura na qual se adiciona dentro do diretório uma entrada e essa entrada contém um caminho absoluto para o arquivo que ser quer apontar que está em outro nó, o windows utiliza este conceito para a criação de atalhos dentro dos seus diretórios, Ou seja, dentro deste atalho contém a entrada/caminho absoluto para o arquivo referenciado (Ex.: “C:/User/x.txt”), e quando se clica no atalho os passos que ele faz é ir a partir da raiz do disco, e percorrer por todo o restante do caminho absoluto dentro da estrutura do sistema de arquivos para chegar na entrada do arquivo referenciado no atalho para conseguir abri-lo, e com isso podemos concluir que o atalho tende a ser uma estrutura cara, pois, ele tem que passar por todos os subníveis (C:, \User, x.txt). Uma outra característica do link simbólico, é que ele permite somente o compartilhamento de leitura do arquivo referenciado, e não a gravação no mesmo, como por exemplo, dois usuários não podem realizar gravação ao mesmo tempo em um arquivo, pois a gravação é concedida apenas para o primeiro usuário que abrir o arquivo, os que abrirem depois só terão a permissão de leitura ou seja, é apenas um apontamento para o arquivo. Já um link físico, permite o compartilhamento do arquivo com mais de um usuário e permite que o mesmo leia e escreva em tal arquivo, e a referência de um link físico é o mesmo i-node do arquivo original, logo ele tem um desempenho muito bom em relação ao link simbólico, pois basta acessar o i-node para ter as informações, e não ter que percorrer todo o caminho absoluto.
4. Explique como é efetuada a gerência de espaço livre através de mapas de bits e lista ligada. 
R: 
	Mapas de bits: desta maneira há uma sequência de bits armazenados na memória, para cada bloco de armazenamento há um bit o representando (1 - livre e 0 - alocado). O índice do bloco é a posição do bit, desta forma não é necessário mais de um bit para representar um endereço só. Caso haja vários blocos livres perto um do outro funciona rapidamente para leitura. 
	Usando lista ligada de livres: Esta estrutura é uma lista encadeada de blocos e que apenas o início está carregado em memória. Cada bloco/nó da lista possui uma pilha de ponteiros que apontam aos blocos livres do disco. Caso um arquivo seja excluído, seus blocos que agora estão livres têm os endereços gravados neste nó da lista, caso um arquivo seja criado o gerenciador gravará o arquivo nos blocos indicados no topo da pilha e esses endereços serão excluídos. Se o bloco da lista se esvazia o próximo será carregado para a memória e se o bloco seja preenchido um novo é criado com os endereços excedentes.
5. Quando se fala em Desempenho do Sistema de Arquivos, o uso de CACHE DE BLOCOS ou DE BUFFER é uma boa solução. Explique o funcionamento de um cachê (sua operação). 
R: 
Cache de blocos é um conjunto de blocos na memória para impulsionar o desempenho, consiste em disponibilizar um acesso rápido para aqueles blocos. Então, quando um bloco for requisitado primeiro verifica-se se ele está na cache, caso esteja, então é rapidamente acessado e em caso negativo então o bloco é carregado do disco para o cachê. Os blocos são dispostos em uma tabela Hash e trata as colisões criando uma lista duplamente encadeada para cada posição.
6. Apresente a arquitetura geral de gerência de arquivos presente em um sistema operacional qualquer, explicando seus principais elementos constituintes. 
R:
O gerenciador de arquivos se divide em 3 grandes partes essenciais:
	Implementação de Diretório: estrutura que permite manusear e criar diretório como parte organizacional. São estruturas que “mapeiam” o sistema e servem como referências para caminhos e assim acessar os arquivos, nelas estão presentes as entradas de diretórios
	Implementação de Arquivos: “arquivo” são dados guardados em disco não importa com qual finalidade. Nos discos possuem uma ou mais partições com sistemas de arquivos selecionados pelo s.o e organização é dada pela estratégia escolhida para a implementação como alocação contígua, indexada, lista encadeada, etc. Estas estratégias tem suas particularidades e algumas são melhores que outras dependendo da arquitetura física do dispositivo.
	Gerenciamento de blocos livres(espaço em disco): Estrutura disponível para informar quais são os blocos livres e dizer a ordem de alocação. Dois métodos são mais utilizados em geral: mapa de bits ou lista encadeada com pilha de endereços. A lista tem seu nó com vários endereços de bloco livre nesse nó e o uso do nó segue a estrutura de pilha, já o mapa de bits tem sequência de bits em memória, um para cada bloco com valor 0 para alocado e 1 para livre. Esses métodos são maneiras para executar o gerenciamento de blocos livres e instruir as demais operações para exclusão e criação de novos arquivos.
7. Do ponto de vista lógico, quais as principais diferenças entre diretórios Unix e do Windows (estrutura de diretórios é muito mais amplo que entradas de diretórios)? 
R: Se analisarmos pelo ponto de vista lógico, podemos concluir que as principais diferenças entre diretórios Unix e do Windows podem ser definidas pelos quesitos de acesso ao arquivo que são feitas de formas totalmente diferentes sendo pelo windows feita através da consulta de um número em uma tabela chamada MFT(Master File System) que fica armazenada na memória e que indica os endereços dos blocos do arquivo, já no unix o acesso se dá através de um número de bloco que indica um i-node estrutura na qual armazena os endereços dos blocos do arquivo e seus atributos. Um outro quesito é sua estrutura de armazenamento de arquivos, que no unix se inicia em um diretório raiz que é representado por “/.” Sendo essa sua base que é equivalente ao “C:\” do windows, porém no unix temos outros diretórios essenciais para o funcionamento do SO, que tendem a ser o /boot que contém os arquivos de inicialização, o diretório /bin que contém os principais executáveis do sistema, o /dev que tem as referências a todos os dispositivos de entrada e saída do sistema, o /etc que tem executáveis essenciais e arquivos de configurações do sistema e muitos outros diretórios, já no Windows a estrutura do SO é armazenada em umapasta no diretório raiz do sistema(C:\) chamada de Windows.
8. Explique os tipos de referências possíveis a arquivos contidas em uma entrada de diretórios. Lembre-se dos registros/estruturas utilizados nos arquivos de diretórios.
R: 
No windows, hoje em dia, há um atributo na entrada do arquivo diretório que representa o index do primeiro bloco lá na tabela MFT e através do uso da tabela que é possível acessar os dados do arquivo. Já no linux há um número representando o endereço de um bloco nesta memória, este bloco é o i-Node onde há as demais informações sobre o arquivo e os i-Nodes possuem possíveis ponteiros para blocos do programa, sendo 12 ponteiros de bloco e outros ponteiros para outros i-Nodes assim sucessivamente para quantos blocos o arquivo necessitar. No S.O CP/M não se usa outras estruturas para acessar os blocos do arquivo, os endereços estão todos na entrada de arquivo e caso não caiba há um campo para servir de ponteiro para outra estrutura com mais endereços de blocos.
9. Enumere alguns problemas que ainda precisam ser resolvidos na implementação de um sistema de arquivos.
R: 
· Métodos de armazenamento dos índices dos blocos dos arquivos mais eficientes que não envolvam utilizar muita memória. Em alguns SO’s
· Recursos de Tolerância a falhas.
· Capacidade pequena para o armazenamento de arquivos virtuais
· Cálculo e registro nativo dos checksums de cada arquivo, para fins de integridade, segurança e integração à criptografia.
· Expansão dos recursos de Journaling e Logs.
10. Os discos CD-ROM e CD-R não permitem que seus arquivos sejam modificados. Qual estratégia de alocação de arquivos é recomendável para o sistema de arquivos deste tipo de mídia de armazenamento? Justifique sua resposta. 
R: Para este tipo de mídia é recomendável utilizar-se a Alocação Contígua, pois como não é permitido que os arquivos sejam modificados ela tende a ter uma vantagem de leitura que pode ser feita em uma única operação, e no quesito de armazenamento tem se a vantagem de que ela é armazenada de forma sequencial assim não havendo problemas de fragmentação pois este tipo de mídia não contém a permissão de modificação do seu armazenamento.