Um retrospecto da aula passada... Um retrospecto da aula passada... Principais Aspectos de Sistemas Operacionais. Gerência de E/S

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1 Um retrospecto da aula passada... Principais Aspectos de Sistemas Operacionais Laboratório de Sistemas Operacionais Aula 2 Flávia Maristela Romildo Martins Sistemas Operacionais foram criados para tornar o acesso ao hardware transparente. Sistema Bancário Compiladores Driver Editor de texto, Planilha Eletrônica Editores Sistema Operacional Hardware Navegador Interpretadores de Comandos Chamadas de sistema Um retrospecto da aula passada... Sistema Operacional é na verdade um grande gerente! Gerencia o processador Gerencia a memória Gerencia E/S Gerencia arquivos Gerência de E/S

2 Interagindo com os dispositivos de E/S Para que serve a Gerência de E/S? Objetivo de conectar o computador com o mundo exterior através de dispositivos como: mouse, teclado, impressora... Parece bem simples para o sistema operacional mas... Problemas Como o SO entende uma variedade tão grande de dispositivos? Drivers Como o processador se comunica com os dispositivos? Barramento Com tantos dispositivos em um computador, como garantir que não haverá conflitos? Interrupções Drivers Programas instalados no sistema operacional para controlar os dispositivos São definidos pelos fabricantes Alguns fabricantes não fazem ou fazem incompletos para LINUX É um tradutor dos comandos de alto nível do sistema operacional para o dispositivo

3 Drivers Como instalar no SO? Instalar no kernel e reiniciá-lo (UNIX) Instalar arquivos no sistema operacional, que por sua vez encontra o dispositivo e reinicializa o sistema (Windows) Instalar sem a necessidade de reinicialização. USB carrega drivers dinamicamente Sistema Operacional Drivers Programa do Usuário Driver de Impressora Driver de Mouse???? Novo Dispositivo Barramento Barramento Conjunto de vias que permitem a interligação entre dispositivos Visão Geral Estrada controlada para comunicação entre dispositivos Processador Memória Dispositivos E/S Computador tem barramentos diferentes Largura (quantidade de bits passantes) ISA (16 bits) PCI Express (32 ou 64 bits) Velocidade Será que a velocidade do ISA (1981) é igual ao do DDR3?

4 Barramento Estudo de Caso: Pentium 4 --) Cach e P4 1GHz Núcleo 1 GHz, 256 bits (32 GB/s) PCI BUS 33.3 MHz, 32 bits (133 MB/s) Mouse USB ISA BUS 8 MHz, 16 bits (16 MB/s) 100 MHz, 64 bits, 3.2 GB/s Kbd AGP/ PCI Bridge ISA Bridge 33 MB/s IDE Bus Memória SLOT AGP SLOT PCI SLOT ISA SLOT PCI SLOT ISA SLOT PCI SLOT ISA Evitando conflitos entre os diferentes dispositivos Todo dispositivo tem um endereço associado e uma IRQ (Interrupt Request) Quem seleciona as IRQs? Antes: seleção manual (jumpers) Hoje: Plug-and-Play Hardware compatível (placa mãe e BIOS) Sistema Operacional Dispositivo (óbvio) BIOS MEM Placa mãe Dispositivo Dispositivo Dispositivo Veja a lista de IRQs em: Evitando Conflitos Jumpers Para pensar... Quais as vantagens de utilizar barramentos múltiplos? Pesquise detalhadamente como funciona o PnP. Quem controla o acesso ao barramento? Arbitragem

5 Gerência de Arquivos Gerenciando arquivos Motivação Já existe uma interface que acessa de forma transparente os dispositivos de hardware! Quem executa as instruções de acesso a hardware? Processador Onde as informações para executar tais instruções estão armazenadas? Memória Tem certeza que este é o jeito certo de jogar um arquivo na lixeira?

6 Motivação Como estas informações estão armazenadas na memória? No formato de ARQUIVOS! Definição O que são arquivos? Interface mais usual para manipular de forma transparente dados em dispositivos de armazenamento secundário Conjunto de dados armazenados em um dispositivo físico não volátil Unidade básica de armazenamento de informações Característica dos arquivos Principais atributos Nome Tipo Localização Tamanho Ownership Extensão Operações Create Delete Open Close Read Write Append Seek Get Attributes Set Attributes Rename Tipos de Armazenamento Contígua Direto Indexado Estrutura de dados é muito importante aqui!

7 Exemplo Ilustrativo Contígua --) Arq1 22 Arq1 22 Como é possível armazenar um novo arquivo de tamanho 7? Contígua --) Será necessário excluir um dos arquivos! Contígua --) Arq1 22 excluído Arq5 7 Arq1 22 excluído Arq5 7 Onde o novo arquivo estará localizado?

8 Contígua --) Características: Dados são armazenados em seções contínuas Tamanho do arquivo definido no momento de criação Vantagens Fácil de implementar Permite acesso sequencial e linear com a mesma facilidade. Desvantagens Não permite expansão de arquivos Risco de fragmentação externa (resolvido por compactação) Possível compactação consome tempo Kernel precisa alocar espaço contínuo logo quando o arquivo é criado Direto --) Arq1 22 Como é possível armazenar um novo arquivo de tamanho 7? Direto --) Será necessário excluir um dos arquivos! Direto --) Arq1 22 excluído Arq5 7 Arq1 22 excluído Arq5 7 Onde o novo arquivo estará localizado?

9 Direto --) Características: Dados podem ser armazenados em qualquer local do disco Cada bloco de dados usa um apontador para o próximo bloco do arquivo Vantagens Não possui fragmentação externa (qualquer bloco pode ser usado para satisfazer uma necessidade específica) Um arquivo pode crescer (não há necessidade de se definir isso anteriormente) Não há necessidade de compactação de disco Indexado --) Arq1 22 Desvantagens Forma de acesso é ineficiente, considerando que este tipo de acesso requer gerenciamento de discos e ponteiros simultaneamente. Armazenamento de apontadores também requer espaço em disco índice Indexado --) Arq1 22 excluído Arq5 7 Indexado --) Características: Um bloco de índice é alocado para cada arquivo criado O índice contém apontadores para todos os blocos de dados do arquivo Vantagens Agrupar os apontadores numa mesma localização aumenta a performance Desvantagens Apontadores ainda podem gastar muito espaço em disco índice

10 Acesso de arquivos Sequencial --) Sequencial Registros são acessados sequencialmente Direto Acesso de arquivos Direto --) Ponteiro de arquivo pode ser movido arbitrariamente Acesso de arquivos Indexado --) Indexado Baseado no método de acesso direto Índices são associados a chaves de busca de registros Permissões Quais as permissões para um arquivo? Leitura Escrita Gravação Índice Índice Índice

11 Diretórios rios Comumente chamados de pastas Sua funcionalidade mais comum é agregar os arquivos Tipos: Sistema em um único nível Tipos: Diretórios rios Sistemas hierárquico ÁRVORE Tipos: Hierárquico (Grafo) Diretórios rios

12 Para pensar... Para que serve o gerenciamento de arquivos? Que operações podem ser realizada com arquivos? Quais os principais atributos de um arquivo? Quais as permissões de um arquivo? Quais os principais tipos de armazenamento de arquivos? Quais os principais tipos de acesso aos arquivos?

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