Estrutura Interna do KernelUNIX Sistema O. Estrutura Interna de Arquivos (1) Estrutura Seqüência. User application. Standard Unix libraries

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1 Sistemas de Arquivos (Aula 23) Funções Profa. Gerência Sistema de um processos SO Patrícia D. CostaLPRM/DI/UFES de de de Proteção memória I/O Arquivos Necessidade 2 Sistemas Operacionais 2008/1 Grandes Informação Profa. Múltiplos armazenadas Patrícia do informação quantidades de Armazenamento informação têm de ser D. processo armazenada tem sobreviver ao fim CostaLPRM/DI/UFES processos de que um a modo utiliza devem concorrente 3poder acessara Gerência ARQUIVO Oferece Abstração criada pelo S.O. para gerenciar e representar Atividades dados Primitivas de Arquivos Sistemas Operacionais 2008/1 Profa. Patrícia Mapeamento manipulação a abstração de arquivos (e diretórios) D. CostaLPRM/DI/UFES criar, abrir, ler, posicionar escrever deletar fechar suportadas para de para manipulação(chamadas arquivos) memória de sistema para 4secundáriaSistemas Operacionais 2008/1

2 Estrutura Interna do KernelUNIX Sistema O Profa. Patrícia D. CostaLPRM/DI/UFES 5 Sistemas Operacionais 2008/1 Profa. Arquivo Permitem Patrícia Umconjunto de Arquivos Écomposto que dadosauxiliares arquivos é? arquivos, diretórios, descritores e estruturas de D. (discos persistentes identificado estruturar em gerenciados ou o armazenamento mais dispositivos pelo sub sistema e a recuperação de gerência secundária de de dados CostaLPRM/DI/UFES Nome: Descritor Informação: informação acesso, ou identifica bandas dono, por: sobre arquivo: dados um autorizações dados magnéticas) o o nome guardados ficheiro estrutura persistentes, perante de (dimensão, acesso) em de dados memória o geralmente utilizador datas em secundária memória de criação, relacionados, secundária Sistemas modificação Operacionais come2008/1 User application Estrutura Interna de Arquivos (1) Estrutura Seqüência Profa. nãoestruturada de bytesseqüência Patrícia D. CostaLPRM/DI/UFES Registros de 7Árvore de Registros Forma Sistemade Sistemas Operacionais 2008/1 Profa. Patrícia Vantagem: Interna de Arquivos (2) Estratégia para não-estruturada bytes D. organização porém aplicação os mais dados, arquivos simples a aplicação de organização impõe deve nenhuma definir arquivos toda estrutura a lógica CostaLPRM/DI/UFES todo adotada flexibilidade o controle tanto de para pelo dados 8criar UNIX é estruturas quanto responsabilidade pelo Sistemas de dados, Windows Operacionais da 2008/1 User level Kernel level Hardware level 6 File Subsystem Buffer cache Character block Device drivers System call interface Standard Unix libraries Process control system Hardware control Hardware Interprocess communication scheduler Memory management

3 Estrutura Seqüência Profa. Em Operação Patrícia Cada geral, Interna registros Registros de de Arquivos tamanho fixo (3) D. CostaLPRM/DI/UFES de registro Registros leitura escrita é associado retorna sobrepõe/anexaum a 9uma chaveregistro Tipos Árvore Computadores ordenada de pela grande chave porte / aplicações que Sistemas fazem muita leitura aleatória Operacionais 2008/1 Profa. Diretórios Binários Patrícia Arquivos de Arquivos (1) Mantêm Apresentam Regulares ASCII D. CostaLPRM/DI/UFES a do estrutura sistema uma estrutura do Sistemas interna conhecida pelo S.O. 10de Arquivos Tipos de Arquivos (2) Operações Sistemas Operacionais 2008/1 Dependem create Profa. Patrícia D. CostaLPRM/DI/UFES Executável Arquivo (UNIX) 11 Sistemas Repositório ou (UNIX) Archive delete open Operacionais 2008/1 Profa. Patrícia close read writedo sobre tipoarquivos append seek get set rename D. CostaLPRM/DI/UFES attributes 12 Sistemas Operacionais 2008/1

4 Operações sobre Arquivos Diretórios Modo É Profa. Patrícia D. CostaLPRM/DI/UFES 13 Sistemas Operacionais 2008/1 Profa. Quando (1) As contidos arquivos Patrícia mantida a localização a estrutura como num o de disco sistema dados que contém diferentes entradas arquivos Fundamental sua associadas aos D. arquivos informações CostaLPRM/DI/UFES entrada na memória arquivo física, para na do estrutura nome, aumentar arquivo é principal(tabela aberto, organização o são de desempenho 14o diretórios armazenadas sistema e demais operacional arquivo atributos operações em Sistemas abertos) uma Operacionais com procura tabela Diretórios 2008/1 Sistemas Implementação Existe Profa. Patrícia Bastante D. arquivos apenas (2) de Diretório um mais único simples em diretório Nível contendo Único todos os CostaLPRM/DI/UFES com limitado disco o mesmo já que nome não 15permite que usuários Sistemas Operacionais criem Diretórios Isso ocasionaria um conflito acesso aos arquivos Estrutura Deve Para diretório 2008/1 Profa. Patrícia controle pelo arquivos Cada cada de com (3) usuário diretórios qualquer existe nome. com um diretório dois níveis particular e assim poderiacriar D. CostaLPRM/DI/UFES o nome diretório haver entrada que adicional do um é pessoal. usuário indexado nível aponta para para 16 Sistemas Operacionais 2008/1 Arquivo Usuário 1 Usuário 2 Usuário 3 Usuário n Master File Directory (MFD) Arquivo 1 Arquivo 2 Arquivo 3 1 Arquivo 1 Arquivo 2 Arquivo 3 User File Directory (UFD) Arquivos

5 Diretórios Estrutura Adotado Logicamente É Profa. Patrícia Um (4) D. (chamados possível de pela melhor maioria organizado dos Hierárquicos sistemas operacionais CostaLPRM/DI/UFES criar subdiretórios) pode quantos conter arquivos 17quiser e outros diretórios Diretórios Cada Na esta arquivos diretórios maioria ligado arquivo tendo dos da possui atributos S.O.s raiz (MFD) um diretórios pathúnico e identificação até o diretório são que tratados descreve onde Sistemas como o Operacionais arquivo todos Estrutura (4) de diretórios Hierárquicos 2008/1 Profa. Patrícia D. CostaLPRM/DI/UFES 18 Sistemas Operacionais 2008/1 (cont.)programas Esquema do Sistema de Arquivos (1) Esquema A Na Profa. Patrícia D. CostaLPRM/DI/UFES 19 Sistemas Operacionais 2008/1 Profa. O de Sistema Arquivos (2) Patrícia O maioria arquivos dos independentes discos é dividida para em cada uma partição ou mais partições com Sistemas As FCB setor esquema inicializaçãodo chamado 0 bloco é sistema, MBR chamado localiza a BIOS de (boot a MasterBoot partição lê e sector executa ativa, Record no o lê MBR NTFS) seu (MBR) primeiro bloco, D. contém blocos, permissões, UNIX dados CostaLPRM/DI/UFES definição programa informações (File (Inode), relacional, etc.) da control principais partição propriedade, no NTFS um bloco sobre block) uma SuperBloco varia (fica parâmetros de linha define blocos boot no tamanho, por MFT um carrega detalhes 20 livres arquivo) (Master S.O. do que e sistema para local o usa do S.O. File estrutura outro, arquivo, dos de contido Table blocos arquivos mas incluindo de na no Sistemas de é banco comum: partição NTFS): (tipo, dados. Operacionais de no. No de 2008/1 Carlos Teste Ivan Disco C:/ Pessoal Pessoal Paulo Soma.exe

6 Implementação Alocação Consiste Profa. Patrícia O Seu de Arquivos (1) D. livres dispostos e da sistema Contígua localiza armazenar um arquivo através em do endereço seqüencialmente do primeiro bloco CostaLPRM/DI/UFES acesso principal sua extensão é bastante problema simples blocos é a alocação 21de novos arquivos Sistemas nos Operacionais espaços Implementação Além Para cadeia disso, armazenar com como nblocos determinar um arquivo dispostos que o seqüencialmente espaço ocupa nblocos, necessário no é necessário disco a um arquivo uma Alocação Contígua de (cont.) Arquivos (2) possa Pré-alocação se estender (fragmentação depois da sua interna) criação? que Implementação 2008/1 Profa. Patrícia D. CostaLPRM/DI/UFES 22 Sistemas Operacionais 2008/1 readme.txt Alocação Contígua de (cont.) Arquivos (3) Implementação Alocação O Profa. Patrícia D. CostaLPRM/DI/UFES E se o arquivo fosse dividido 23em Blocos Fragmentação lógicos? Sistemas Operacionais Externa! Cada 2008/1 Profa. Patrícia Aumenta de Arquivos (4) É por Lista Encadeada Esta arquivo é organizado como um conjunto blocos Desperdício D. blocos ligados seguinte deve periodicamente bloco no disco deve possuir um ponteiro para o CostaLPRM/DI/UFES necessário ponteiros alocação deslocar-se o tempo que só espaço permite diversas o disco acesso nos seja acesso vezes 24blocos ao desfragmentado arquivo, para seqüencial com acessar armazenamento pois Sistemas o todos disco Operacionais os 2008/1 remove t aloca remove aloca remove aloca aloca Agora, como alocar um arquivo com 4 blocos? arquivo inicio #blocos prova.doc Aula.pdf

7 Implementação Alocação por Lista de Encadeada Arquivos (5) (cont.) Profa. Implementação Patrícia D. CostaLPRM/DI/UFES 25 Sistemas Operacionais 2008/1 Profa. Desvantagem Alocação Tabela Patrícia Disco por Lista Encadeada Arquivos usando (7) D. CostaLPRM/DI/UFES 20 Cada tabela na de milhões entrada deve Memória 20 G, de estar blocos 4 entradas bytes: (cont.) memória 80MB 1k? Diretório A4 Mas é possível paginar a FAT! B7 27 Sistemas Operacionais 2008/1 Início Implementação Alocação Memória Mantém Profa. Patrícia Vantagens: por Lista de Encadeada Arquivos (6) usando Tabela na Esquema uma D. de ponteiros todos os blocos de arquivos em CostaLPRM/DI/UFES FAT Permitir Não Arquivos única mantém (File usado o estrutura AllocationTable) acesso pelo informações MS-DOS, direto denominada aos Win95 Tabela de Alocação 26 blocos controle e Win98 dentro dos blocos Sistemas Operacionais de dados 2008/1 i-nodes Implementação Cada Profa. Patrícia Ocupa tabela i-node arquivo (i-node) só precisa possui no disco estar de uma Arquivos na (8) Usados memória correspondente FAT quando o arquivo no D. Tamanho I-nodes CostaLPRM/DI/UFES UNIX linearmente proporcional máxima disco menos por requerem sistemas da arquivos espaço com à FAT estiver quantidade o cresce um tamanho baseados que abertos aberto espaço a 28 Sistemas Operacionais 2008/1

8 i-nodes 10entradas diretas (1) Profa. Relação Patrícia D. CostaLPRM/DI/UFES 29 Sistemas Operacionais 2008/1 Diretórios para entre respectivos incluem Diretórios nomes i-nodes e de i-nodes arquivos (1) e referências Profa. Patrícia D. CostaLPRM/DI/UFES 31 Sistemas Operacionais 2008/1 Dado Profa. Qual i-nodes Bmax=10 + blocos(2) Bmax= Fmax TBD TR bloco) Bmax Nº Fmax dimensão 216 que: Patrícia será...? 10 Tamanho» D. + CostaLPRM/DI/UFES TBD+ Gigabytes Blocos 256 = 10 referência(endereço + TR TBD2+ bloco máxima máximo K Fmax= Bmaxx TR + dados M TBD3 TR um = arquivo 10 do TBD=1K TR = 4bytes Relação 30 Sistemas Operacionais 2008/1 Passos para entre alcançar Diretórios /usr/ast/mbox e i-nodes (2) Profa. Patrícia D. CostaLPRM/DI/UFES 32 Sistemas Operacionais 2008/1