Sistemas Operacionais
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- Gonçalo de Paiva
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1 Sistemas Operacioais Sistema de Arquivos Edeyso Adrade Gomes
2 Sistema de Arquivos w Mecaismo que provê armazeameto e acesso a dados e programas do Sistema Operacioal e do usuário; w Aspecto mais visível do Sistema Operacioal; w Formado por duas partes distitas: Coleção de Arquivos: Armazeagem de dados; Estrutura de Diretórios: Resposável pela orgaização e iformações sobre os arquivos do sistema; w Iterface homogêea e trasparete para a maipulação de dados em memória secudária. Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 2
3 Sistema de Arquivos w Arquivo: Coleção de iformações logicamete relacioadas (bits, bytes, lihas e registros), que represetam programas ou dados; Referido pelos usuários através de um ome; Cojuto de registros defiidos pelo sistema de arquivos; É composto por uma série de atributos, que podem variar de acordo com o Sistema Operacioal. Atributos básicos são: Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 3
4 Atributos dos Arquivos w Nome: Distição etre caracteres, extesão máxima, partes (ome e extesão); w Localização: Formado pelo poteiro para o dispositivo e o local ode se ecotra o arquivo este dispositivo; w Tamaho: Tamaho atual do arquivo. Pode coter também o tamaho máximo permitido; w Iformações para proteção de acesso: privilégios de acesso dos usuários; w Data e hora: da criação do arquivo, da última modificação feita o arquivo e do último acesso feito ao arquivo; w Idetificação do usuário: que criou o arquivo. Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 4
5 Métodos de Acesso ao Arquivo
6 Métodos de Acesso ao Arquivo w Forma como a iformação é acessada o arquivo; w A depeder de como o arquivo está orgaizado o sistema pode recuperá-lo de diferetes maeiras; w Tipos de acesso: Acesso seqüecial; Acesso direto; l Acesso idexado; w Sistemas Operacioais podem dar suporte a mais de um método de acesso. Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 6
7 Métodos de Acesso ao Arquivo w Acesso seqüecial: Método de acesso mais comum. Usado em fitas; Iformações o arquivo são processadas a ordem que foram gravadas; Gravação só é possível o fial do arquivo. Posição Atual Começo Fim Leitura Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 7
8 Métodos de Acesso ao Arquivo w Acesso seqüecial: Alocação Cotígua Iformações do Arquivo: l Iício e Tamaho Problemas l Sistema trabalha com pré-alocação w Usuário precisa defiir atecipadamete o tamaho do arquivo Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 8
9 Métodos de Acesso ao Arquivo w Acesso seqüecial: Problemas l Alocação de arquivo maior que ecessário w Desperdício l Alocação de arquivo meor que ecessário Arquivo 1 Arquivo 2 Arquivo 3 Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 9
10 Métodos de Acesso ao Arquivo w Alocação Cotígua Como o arquivo1 pode crescer? Arquivo 1 Arquivo 2 Arquivo 3 Arquivo 1 Livre Iformação do Arquivo l Iício, Tamaho, úmero de segmetos w Segmeto 0 è 0, 1000 w Segmeto 1 è 2000, 400 Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 10
11 Métodos de Acesso ao Arquivo w Alocação Cotígua Muitos segmetos l Perde desempeho o acesso seqüecial w Desfragmetação w Arquivo com um úico segmeto Livre Arquivo 2 Arquivo 3 Arquivo Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 11
12 Métodos de Acesso ao Arquivo Livre Arquivo 2 Arquivo 3 Arquivo Apagado o Arquivo 3 Livre Arquivo 2 Livre Arquivo Como alocar um arquivo com 1200 bytes? Livre Livre Arquivo 2 Arquivo Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 12
13 Métodos de Acesso ao Arquivo w Alocação Cotígua Pergutas: l Se apagarmos o Arquivo 3, como reusar o espaço? l Como determiar as áreas livres do disco? l Como alocar tais áreas? Respostas: l Listas ecadeadas ou mapas de bits l Best Fit, First Fit ou Worst Fit w Parece com o que? Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 13
14 Métodos de Acesso ao Arquivo w Acesso direto: Arquivo é dividido em blocos que podem ser acessados em qualquer ordem; Ideal para grade quatidade de iformação, como as bases de dados; Leitura baseada a especificação do úmero do bloco; Possível combiar o acesso direto com o acesso seqüecial. Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 14
15 Métodos de Acesso ao Arquivo w Acesso idexado: Sofisticação do acesso direto; Chamado de acesso idexado ou por chave; Arquivo deve possuir uma área de ídice ode existam poteiros para os diversos registros; Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 15
16 Operações sobre Arquivos w System Calls permitem às aplicações realizar operações de E/S como tradução de omes em edereços, leitura e gravação de dados, criação e elimiação de arquivos; w Operações sobre arquivos mais comus são: Criar; Fechar; Abrir; Reomear; Ler; Posicioar; Gravar; Destruir. Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 16
17 Sistema de Arquivos w Discos podem ser divididos em diversas partições ou volumes; w Cada disco cotém pelo meos uma partição ode estão localizados os arquivos e os diretórios; w Diretório: Também chamado de diretório de dispositivo ou Tabela de coteúdo do volume; Estrutura de dados que matém iformações sobre a coleção dos arquivos cotidos o disco; l Nome, tamaho, localização, tipo, etc; Pode ser visto como um cojuto de tabelas que associam omes a arquivos. Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 17
18 Sistema de Arquivos w Um diretório também é um arquivo, com vários atributos, mas tratado de forma difereciada pelo SO (Bit defie se é arquivo bit = 0 ou diretório bit =1) w Operações sobre diretórios mais comus são: Procurar, apagar, reomear e copiar arquivos; Mostrar uma lista com o coteúdo do diretório; w Estruturas mais comus são: Nível Úico (Sigle-Level Directory); Dois Níveis (Two-Level Directory); Árvore; Grafo Acíclico; Grafo. Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 18
19 Implemetação do Sistema de Arquivos w Forma de armazeameto de arquivos a memória secudária demada cotrole dos espaços livres e dos espaços alocados aos arquivos e diretórios; w Espaço livre gereciado através de: Mapa de bits: Cada etrada a tabela é associada a um bit que idica se o bloco está livre (bit=0) ou ocupado (bit=1); Ligação ecadeada: Cada bloco livre guarda o edereço do próximo bloco livre; Tabela com edereço do 1º bloco livre de cada segmeto e o úmero de blocos livres cotíguos; Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 19
20 Alocação de Disco w Alocação Cotígua: Armazeagem do arquivo o disco em blocos seqüeciais; Iformações ecessárias: Nome, edereço de iício e tamaho; Problemas: l Defiição do tamaho defiitivo do arquivo o istate da sua criação; l Pré-alocação de espaço extra pode gerar ociosidade do espaço alocado por muito tempo; l Alocação para ovos arquivos depede que existam blocos dispostos em seqüêcia o disco. Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 20
21 Alocação de Disco w Alocação Cotígua: Três estratégias para alocação do espaço para o arquivo: l First-fit: Primeiro segmeto livre com tamaho suficiete para o arquivo; l Best-fit: Meor segmeto livre dispoível com tamaho suficiete para o arquivo; l Worst-fit: Maior segmeto livre dispoível com tamaho suficiete para o arquivo; Todas as três estratégias geram fragmetação de espaços livres. Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 21
22 Alocação de Disco Situação crítica: Quado existem espaços livres mas ehum deles suporta um ovo arquivo; Solução é a desfragmetação do disco, que deve ser periódica, pois seu efeito é temporário. Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 22
23 Alocação de Disco Uso de Blocos l Meor uidade de alocação lógica l Dimiui a fragmetação a um úico bloco por arquivo w Apeas o último bloco l Perda média = 50% do tamaho do bloco por arquivo Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 23
24 Alocação de Disco Ligação ecadeada LBL Lista de Blocos Livres LBL à Bloco 0, 18KB 32 BITS 1020 Bytes Bloco com 1KB = 1024 BYTES = Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 24
25 Alocação de Disco Ligação ecadeada LBL Lista de Blocos Livres LBL à Bloco 0, 18KB 4 Bytes 1020 Bytes Dados Para alocar um arquivo com 3 KB 3072 bytes ecessitamos de 4 blocos devido ao espaço dos poteiros. Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 25
26 Alocação de Disco Ligação ecadeada Bloco = 1KB NOME Bloco Iicial Tamaho LBL 0 18K Criar Arquivo 1 com 3072 Bytes Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 26
27 Alocação de Disco Ligação ecadeada Bloco = 1KB NOME Bloco Iicial Tamaho LBL 4 14K Arquivo Criar Arquivo 1 com 3072 Bytes 3072 / 1020 = 3 com resto 12 3 blocos cheios e 1 com 12 bytes. Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 27
28 Alocação de Disco Ligação ecadeada NOME Bloco Iicial Tamaho LBL 4 14K Arquivo Criar Arquivo 2 com 4000 Bytes Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 28
29 Alocação de Disco Ligação ecadeada NOME Bloco Iicial Tamaho LBL 8 10K Arquivo Arquivo Criar Arquivo 2 com 4000 Bytes Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 29
30 Alocação de Disco Ligação ecadeada NOME Bloco Iicial Tamaho LBL 8 10K Arquivo Arquivo Criar Arquivo 3 com 2000 Bytes Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 30
31 Alocação de Disco Ligação ecadeada NOME Bloco Iicial Tamaho LBL 10 8K Arquivo Arquivo Arquivo Criar Arquivo 3 com 2000 Bytes Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 31
32 Alocação de Disco Ligação ecadeada NOME Bloco Iicial Tamaho LBL 10 8K Arquivo Arquivo Arquivo 1 cresce de 3072 bytes para 4200 bytes Arquivo Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 32
33 Alocação de Disco Ligação ecadeada NOME Bloco Iicial Tamaho LBL 11 7K Arquivo Arquivo Arquivo Arquivo 1 cresce de 3072 bytes para 4200 bytes Arquivo 2 dimiui de 4000 bytes para 3000 bytes Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 33
34 Alocação de Disco Ligação ecadeada NOME Bloco Iicial Tamaho LBL 11 8K Arquivo 2 dimiui de 4000 bytes para 3000 bytes Arquivo Arquivo Arquivo Apagado o Arquivo 3 Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 34
35 Alocação de Disco Ligação ecadeada NOME Bloco Iicial Tamaho LBL 11 10K Arquivo Apagado o Arquivo 3 Arquivo ?rquivo Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 35
36 Alocação de Disco Ligação ecadeada NOME Bloco Iicial Tamaho LBL 11 10K Arquivo Restaurado o Arquivo 3 Como é possível? O? Idica exclusão lógica. Arquivo ?Arquivo Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 36
37 Alocação de Disco Ligação ecadeada NOME Bloco Iicial Tamaho LBL 11 8K Arquivo Arquivo Arquivo Restaurado o Arquivo 3 Como é possível? O? Idica exclusão lógica. Apagado os Arquivos 3 e 1. Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 37
38 Alocação de Disco Ligação ecadeada NOME Bloco Iicial Tamaho LBL 11 10K Apagado os Arquivos 3 e 1. Arquivo Arquivo ?Arquivo Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 38
39 Alocação de Disco Ligação ecadeada NOME Bloco Iicial Tamaho LBL 11 15K?Arquivo Arquivo Apagado os Arquivos 3 e 1. Blocos da LBL [11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 7, 8, 9, 0, 1, 2, 3, 10]?Arquivo Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 39
40 Alocação de Disco Ligação ecadeada NOME Bloco Iicial Tamaho LBL 11 13K?Arquivo Arquivo Arquivo Restaurado o Arquivo 3. O bloco 7 vai apotar para que o bloco 9 apota. O 9 apota para ull. Blocos da LBL [11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 7, 0, 1, 2, 3, 10] Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 40
41 Problema a Alocação de Disco Ligação ecadeada LBL à Bloco 10, 8KB O que acoteceu com o bloco vermelho? Como reusá-lo? Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 41
42 Problema a Alocação de Disco w Ligação ecadeada Para ler o bloco de um arquivo, quatos blocos devem ser lidos? l Resp: blocos Por que? l Resp: Os blocos estão ecadeados através de poteiros detro do próprio bloco Existe leitura direta? l Resp: Não. Só seqüecial Se o arquivo ficar fragmetado, a leitura seqüecial é pior que a alocação cotígua. l Qual a solução? w Resp: Desfragmetação Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 42
43 Problema a Alocação de Disco w Ligação ecadeada Qual a vatagem sobre a alocação cotígua? l Meor desperdício, pois aloca blocos. w Alocação por demada. Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 43
44 Alocação de Blocos em Disco w Alocação Ecadeada: BLOCO = 1024 bytes Diretório Arquivo Iício Tamaho Arquivo Arquivo Arquivo Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 44
45 Alocação de Blocos em Disco w Alocação Ecadeada: Arquivo é orgaizado como um cojuto de blocos ligados logicamete o disco l Arquivo é uma Lista Simplesmete Ecadeada detro dos blocos Cada bloco possui um poteiro para o bloco seguite e assim sucessivamete Fragmetação do disco ão é problema, pois blocos ão precisam estar cotíguos Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 45
46 Alocação de Blocos em Disco Desvatages: l Acesso aos blocos dos arquivos só pode ser seqüecial; l Espaço desperdiçado os blocos para o armazeameto dos poteiros Diretório Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 46
47 Alocação de Blocos em Disco w Alocação Idexada: Iformações ecessárias: Nome, edereço do ídice + ídice; Poteiros para os blocos do arquivo são matidos uma estrutura chamada bloco de ídice; Permite acesso direto sem fragmetação; Não utiliza iformação de cotrole os blocos como a alocação ecadeada. Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 47
48 Alocação Idexada de Blocos Liha Valor FAT Diretório Arquivo 1o. Bloco Tamaho LBL Bloco = 1 KB = 1024 bytes A primeira colua da tabela [liha] é virtual, pois idetifica a liha Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 48
49 Alocação Idexada de Blocos Liha Valor FAT Diretório Arquivo 1o. Bloco Tamaho LBL Qual o primeiro bloco da LBL? Resp: 0 Qual o segudo bloco da LBL? Resp: Na FAT, para ode o bloco 0 apota? Busca-se a liha 0. O último bloco deve apotar para EOF. O que é EOF? Um valor predetermiado. No exemplo assumiu-se Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 49
50 Alocação Idexada de Blocos Liha Valor FAT Diretório Arquivo 1o. Bloco Tamaho LBL Alocar o arquivo 1 com 2872 bytes Precisamos de 3 blocos livres Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 50
51 Alocação Idexada de Blocos Liha Valor FAT Alocar o arquivo 2 com 4020 bytes Diretório Arquivo 1o. Bloco Tamaho LBL Arquivo Alocar o arquivo 1 com 2872 bytes Precisamos de 3 blocos livres. Bloco = 1 KB = 1024 Bytes Blocos do Arquivo 1 = [0,1, 2] Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 51
52 Alocação Idexada de Blocos Liha Valor FAT Diretório Arquivo 1o. Bloco Tamaho LBL Arquivo Arquivo Alocar o arquivo 1 com 2872 bytes Alocar o arquivo 2 com 4020 bytes Aumetar o arquivo 1 em 1030 bytes Bloco = 1 KB = 1024 Bytes Blocos do Arquivo 1 = [0,1, 2] Blocos do Arquivo 2 = [3, 4, 5, 6] Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 52
53 Alocação Idexada de Blocos Liha Valor FAT Diretório Arquivo 1o. Bloco Tamaho LBL Arquivo Arquivo Aumetar o arquivo 1 em 1030 bytes Criar o arquivo 3 com 5211 bytes Bloco = 1 KB = 1024 Bytes Blocos do Arquivo 1 = [0,1, 2, 7] Blocos do Arquivo 2 = [3, 4, 5, 6] Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 53
54 Alocação Idexada de Blocos Liha Valor FAT Aumetar o arquivo 1 em 2405 bytes Diretório Arquivo 1o. Bloco Tamaho LBL Arquivo Arquivo Arquivo Criar o arquivo 3 com 5211 bytes Bloco = 1 KB = 1024 Bytes Blocos do Arquivo 1 = [0,1, 2, 7] Blocos do Arquivo 2 = [3, 4, 5, 6] Blocos do Arquivo 3 = [8, 9, 10, 11, 12, 13] Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 54
55 Alocação Idexada de Blocos Liha Valor FAT Apagar o arquivo 1 Diretório Arquivo 1o. Bloco Tamaho LBL Arquivo Arquivo Arquivo Aumetar o arquivo 1 em 2405 bytes Bloco = 1 KB = 1024 Bytes LBL = [17, 18, 19] Blocos do Arquivo 1 = [0,1, 2, 7, 14, 15, 16] Blocos do Arquivo 2 = [3, 4, 5, 6] Blocos do Arquivo 3 = [8, 9, 10, 11, 12, 13] Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 55
56 Alocação Idexada de Blocos Liha Valor FAT Recuperar o arquivo 1 Diretório Arquivo 1o. Bloco Tamaho LBL Arquivo Arquivo Arquivo Bloco = 1 KB = 1024 Bytes LBL = [17, 18, 19, 0, 1, 2, 7, 14, 15, 16] Blocos do Arquivo 1 = [0,1, 2, 7, 14, 15, 16] Blocos do Arquivo 2 = [3, 4, 5, 6] Blocos do Arquivo 3 = [8, 9, 10, 11, 12, 13] Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 56
57 Alocação Idexada de Blocos Liha Valor FAT Apagar o arquivo 1 e o arquivo 2 Diretório Arquivo 1o. Bloco Tamaho LBL Arquivo Arquivo Arquivo Recuperar o arquivo 1 Bloco = 1 KB = 1024 Bytes LBL = [17, 18, 19] Blocos do Arquivo 1 = [0,1, 2, 7, 14, 15, 16] Blocos do Arquivo 2 = [3, 4, 5, 6] Blocos do Arquivo 3 = [8, 9, 10, 11, 12, 13] Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 57
58 Alocação Idexada de Blocos Liha Valor FAT Diretório Arquivo 1o. Bloco Tamaho LBL Arquivo Arquivo Arquivo Bloco = 1 KB = 1024 Bytes LBL = [17, 18, 19, 0, 1, 2, 7, 14, 15, 16, 3, 4, 5, 6] Blocos do Arquivo 1 = [0,1, 2, 7, 14, 15, 16] Blocos do Arquivo 2 = [3, 4, 5, 6] Blocos do Arquivo 3 = [8, 9, 10, 11, 12, 13] Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 58
59 Alocação Idexada de Blocos Liha Valor FAT Diretório Arquivo 1o. Bloco Tamaho LBL Arquivo Arquivo Arquivo Recuperar o arquivo 2 Bloco = 1 KB = 1024 Bytes Blocos do Arquivo 1 = [0,1, 2, 7, 14, 15, 16] Blocos do Arquivo 2 = [3, 4, 5, 6] Blocos do Arquivo 3 = [8, 9, 10, 11, 12, 13] 19 0 Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 59
60 Alocação Idexada de Blocos Liha Valor FAT Diretório Arquivo 1o. Bloco Tamaho LBL Arquivo Arquivo Arquivo Apagar o arquivo 1 e o arquivo 2 Bloco = 1 KB = 1024 Bytes Blocos do Arquivo 1 = [0, 1, 2, 7, 14, 15, 16] Blocos do Arquivo 2 = [3, 4, 5, 6] Blocos do Arquivo 3 = [8, 9, 10, 11, 12, 13] 19 0 Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 60
61 Alocação Idexada de Blocos Liha Valor FAT Diretório Arquivo 1o. Bloco Tamaho LBL Arquivo Arquivo Arquivo Recuperar o arquivo 1 Bloco = 1 KB = 1024 Bytes Blocos do Arquivo 1 = [0,1, 2, 7, 14, 15, 16] Blocos do Arquivo 2 = [3, 4, 5, 6] Blocos do Arquivo 3 = [8, 9, 10, 11, 12, 13] 19 3 Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 61
62 FAT Valor FAT de 12 bits à 2 12 = 4096 lihas à 4096 blocos Cada liha da FAT12 possui 12 bits Tamaho da FAT FAT 12 era usada em disquetes = Número de Lihas * Tamaho da Liha = 2 12 * 12 bits = 4K * 1,5 bytes = 6 K bytes Problema: como represetar fim de arquivo, bloco ruim, etc? Edereços especiais são usados Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 62
63 FAT Valor Tamaho do Bloco = Tamaho do Disco / 4096 Formatar disco de 1 MB à Bloco = 2 20 /2 12 = 2 8 = 256 bytes 2 MB à Bloco = 512 bytes 4 MB à Bloco = 1024 bytes = 1KB 40 MB à Bloco = 10 KB Quato maior o disco, maior o tamaho do bloco. Imagie formatar um disco de 64GB com FAT 12? Bloco = 2 36 /2 12 = 2 24 = 16 MBytes Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 63
64 FAT Valor FAT de 16 bits Cada liha da FAT16 possui 16 bits Tamaho da FAT16 = 2 16 * 16 bits = 64K * 2 bytes = 128 K bytes Exceção: Precisamos de um valor para marcar Fim de Arquivo (FF), Bad Block (FE), etc. Nem todos os blocos podem ser usados; os últimos são desperdiçados Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 64
65 FAT Valor FAT de 16 bits - 64 K Lihas - 64 K blocos Tamaho da FAT = 128 K bytes Formatado Discos: 64 MB à Tamaho do Bloco: 1 KB 640 MB à Bloco: 10KB 2 GB à Bloco: 2 31 /2 16 = 2 15 = 32KB 6,4 GB à Bloco: 100 KB 64 GB à Bloco: 1 MB A FAT precisa ficar TODA a memória para ser usada Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 65
66 FAT Valor FAT de 32 bits à 2 32 lihas = 4 G Lihas Tamaho da FAT 32 = 4 G * 4 bytes = 16 GBytes Formatado Partições: Bloco: 1 KB è Disco até 4 TB Problema: Como mater a FAT32 a memória? Solução: Trabalhar com tabelas com múltiplos íveis Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 66
67 Alocação Idexada de Blocos Diretório Arquivo 1o. Bloco Tamaho Arquivo 1 Arquivo 2 Arquivo LBL Arquivo Arquivo Arquivo Recuperar o arquivo 1 Bloco = 1 KB = 1024 Bytes Blocos do Arquivo 1 = [0,1, 2, 7, 14, 15, 16] Blocos do Arquivo 2 = [3, 4, 5, 6] Blocos do Arquivo 3 = [8, 9, 10, 11, 12, 13] Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 67
68 Alocação Idexada de Blocos Diretório Arquivo Ídice arquivo 0 arquivo 1 arquivo Ídice 0 Ídice 1 Ídice Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 68
69 Alocação Idexada de Blocos Diretório Arquivo Ídice arquivo 0 arquivo 1 arquivo Ídice 0 Ídice 1 Ídice Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 69
70 Tabelas de Ídices w Supoha um disco de 80 GB, bloco de 4 KB w O disco está cheio w Quato de tabela, com 32 bits, será ecessário? Número de Blocos = 80 GB / 4 KB = 20 M Tamaho da tabela = 20 M * 4 bytes = 80 MB Arquivos têm: l Nome l Atributos (Tamaho, datas, permissões, etc) w Ode armazear isso? Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 70
71 Diretórios
72 Diretórios w Orgaização w Todo diretório é um arquivo Árvore l Raiz Nome da Partição w C: Diretório é um arquivo com registros Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 72
73 Diretórios C: Nome Extesão SDAHRrrr 1o. Bloco Tamaho Data Widows /08/ Autoexec bat /08/2006 Cofig sys /08/2006 Teste txt /08/2006 O que ocorre quado executamos dir C: O arquivo C: root tem 2 blocos: 0, 5. O sistema abre todos os blocos e apreseta o coteúdo formatado. Dir C:\Widows Dir C:\XPTO Notepad C:\teste.txt Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 73
74 w w w C:\>dir O volume a uidade C ão tem ome. O úmero de série do volume é 38E7-FFAE w Pasta de C:\ w 28/08/ :17 <DIR> Widows w 15/08/ : AUTOEXEC.BAT w 15/08/ : CONFIG.SYS w... Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 74
75 Alocação Idexada de Blocos Liha Valor Coteúdo Nome SDAHR do Bloco 1o. 0 Bloco Tamaho Data Widows /08/2006 Autoexec.bat /08/2006 Cofig.sys /08/2006 Teste.txt /08/ Bloco = 1 KB = 1024 Bytes ROOT: Bloco 0 O que acotece quado executamos DIR C: Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 75
76 Cache
77 Cache w Como garatir maior desempeho para acessos repetidos a um mesmo bloco de disco? Cache de Blocos a memória Desempeho Cotém os blocos mais recetemete refereciados do disco l LRU Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 77
78 Cache: Desempeho X Cofiabilidade w Tipos de Cache Maior desempeho, Meor cofiabilidade l Lê e grava apeas a Cache l O que acotece se faltar eergia ao sistema? w Todas as alterações da Cache são perdidas. w Problema de cosistêcia ao SO e aos dados dos usuários. l Quado os dados são realmete gravados o disco? w Quado houver uma falta de bloco com o cache cheio. w Algoritmo LRU w Temporizador Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 78
79 Cache: Desempeho X Cofiabilidade w Tipos de Cache Maior cofiabilidade, Meor desempeho l Lê a Cache e grava a Cache e o Disco l O que acotece se faltar eergia ao sistema? w Nehuma alteração é perdida. l Quado os dados são realmete gravados o disco? w A cada I/O l Algoritmo LRU Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 79
80 Cache: Desempeho X Cofiabilidade w Tipos de Cache Equilíbrio etre cofiabilidade e desempeho l Os blocos dos arquivos do SO e do usuário têm a mesma importâcia ao sistema? w Não. w Tipos de Blocos: Esseciais à do SO (Diretórios, Estruturas) Não Esseciais à usuários Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 80
81 Cache: Desempeho X Cofiabilidade w Tipos de Cache Equilíbrio etre cofiabilidade e desempeho l I/O de bloco essecial w Lê a Cache e grava a Cache e o Disco l I/O de bloco ão essecial w Lê e Grava a Cache l O que acotece se faltar eergia ao sistema? w O sistema fica ítegro e as alterações do usuário são perdidas. Sistemas Operacioais - Itrodução Edeyso A. Gomes 81
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