Cap. 12 Gerenciamento de Arquivos

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1 Cap. 12 Gerenciamento de Arquivos 12.1 Visão Geral Arquivos e Sistemas de Arquivos Estrutura de Arquivos Gerenciamento de Arquivos Arquitetura do Sistema de Arquivo 12.2 Organização e Acesso a Arquivo Pile Arquivo Sequencial Arquivo Sequencial Indexado Arquivo Indexado Arquivo Hashed ou Direto Pg. 1/65 Cap. 12 Gerenciamento de Arquivos 12.3 Diretório de Arquivo Conteúdo do Diretório de Arquivo Estrutura do Diretório de Arquivo Nomeação do Diretório de Arquivo 12.4 Compartilhamento de Arquivo Permissões de Acesso Acesso Simultâneo 12.5 Record Blocking Pg. 2/65

2 Cap. 12 Gerenciamento de Arquivos 12.6 Gerenciamento em Memória Secundária Alocação de Arquivo Métodos de Alocação de Arquivo 12.7 Gerenciamento de Arquivo no UNIX Index Node Alocação de Arquivo e Diretório Estrutura de Volume Controle de Acesso Tradicional Pg. 3/65 Referências Bibliográficas William Stallings - Operating Systems: Internals and Design Principles, Pearson / Prentice-Hall, 2005, ISBN-10: Lectures do autor William Stallings - OperatingSystems/allings. Pg. 4/65

3 12. Gerencimento de Arquivo 12 Gerenciamento de Arquivo Sistema ou Subsistema de Gerenciamento de Arquivo consiste de programas utilitários do sistema operacional que executam como aplicações com privilégios. em muitas aplicações, o arquivo é o elemento central, com exceção das aplicações de tempo real e algumas outras específicas, a entrada de uma aplicação se dá por meio de um arquivo; em virtualmente todas as aplicações, a saída é armazenada em arquivos de longa duração (e.g., disco magnétivo; pen drive) para acesso futuro pelo usuário e por outros programas. usuários necessitam acessar, salvar e manter a integridade dos seus arquivos, assim, é necessário que o sistema operacional proporcione meios para gerenciar os arquivos. Pg. 5/ Gerencimento de Arquivo Visão Geral Arquivo e Sistema de Arquivo Arquivo e Sistema de Arquivo uma das mais importantes partes do sistema operacional sob a perspectiva do usuário;. arquivo provê a abstração do recurso tipicamente associada ao armazenamento secundáriote Sistema de Arquivo possibilita aos usuários a criação de coleção de dados ou arquivos com propriedades tais como: long-term existence - arquivos são armazenados em unidades de armazenamento secundárias por longos períodos; sharable between processes - arquivos possibilitam o compartilhamento controlado através das permissões de acesso; structure - arquivos podem ser organizados em estruturas hierárquicas ou estruturas mais complexas para refletir relações entre os arquivos. Pg. 6/65

4 12. Gerencimento de Arquivo Visão Geral Arquivo e Sistema de Arquivo Sistema de Arquivo não oferece apenas um meio para armazenar dados como arquivos, mas uma coleção de funções que podem ser executadas nos arquivos: create - define um novo arquivo e o possiciona na estrutura do sistema de arquivos; delete - remove-se um arquivo da estrutura; open - operação que uma vez concluída, permite que o processo que a executou execute funções sobre o arquivo; close - fecha-se o arquivo com respeito ao processo, de modo que não mais realize funções sobre o mesmo; read/write - operações de leitura/escrita podem ser executadas no arquivo, com adição de novos dados ou modificações de valores da dados existentes no caso de escrita. Pg. 7/ Gerencimento de Arquivo Visão Geral Estrutura de Arquivo Estrutura de Arquivos 04 termos são comuns quando se discute arquivos ou a estrutura que os mantém: field - elemento básico de dados que contém um único valor e é caracterizado por definir o tipo de dado e o seu comprimentos p.ex. em bits ou bytes record - coleção de fields relacionados e tratado como uma unidade, p.ex., registro de dados pessoais de um funcionário; file - coleção de registros similares tratado com uma unidade, possui nome e pode acomodar permissões de acesso; database - coleção de dados relacionados que normalmente contemplam relações entre os seus elementos. Pg. 8/65

5 12. Gerencimento de Arquivo Visão Geral Estrutura de Arquivo Operações típicas que devem ser suportadas pelos Subsistema de Arquivos bem como pelos arquivos incluem as seguintes: retrieve_all - recupera todos os registros de um arquivo; retrieve_one - recupera um único registro e, normalmente, é utilizada por aplicações orientadas a transação; retrieve_next - recupera o registro que é o próximo em alguma sequência lógica em relação ao mais recente registro recuperado; retrieve_previous - similar ao anterior, exceto que neste caso o registro precede o registro mais recentemente recuperado; insert_one - inseri um novo registro no arquivo em uma possição que preserve o sequenciamento do arquivo; Pg. 9/ Gerencimento de Arquivo Visão Geral Estrutura de Arquivo Operações típicas que devem ser suportadas pelos Subsistema de Arquivos bem como pelos arquivos incluem as seguintes: delete_one - remove um registro existente bem como atualiza a estrutura para preservar o sequenciamento do arquivo; update_one - recupera um registro, atualiza um ou mais campos do mesmo e reescreve o registro atualizado no arquivo; retrieve_few - recupera um nro de registros, p.ex., uma aplicação pode requerer um conjunto de registros que satisfaça um certo conjunto de critérios de seleção. Pg. 10/65

6 12. Gerencimento de Arquivo Visão Geral Estrutura de Arquivo natureza das operações que são mais comuns em um arquivo influencia o modo que o arquivo é organizado; nem todos os sistemas de arquivos contemplam o tipo de estrutura discutido nesta seção; e.g., Sistemas UNIX e UNIX-like contemplam como estrutura básica de arquivo apenas um fluxo de bytes; p.ex., programa em Linguagem C é armazenado em um arquivo não contém fields, records ou algo mais, ou seja, ele é apenas um conjunto de bytes. Pg. 11/ Gerencimento de Arquivo Visão Geral Sistema de Gerenciamento de Arquivo Sistema de Gerenciamento de Arquivo conjunto de softwares do sistema responsáveis por prover serviços para os usuários e aplicações que operam sobre os arquivos; tipicamente, o único caminho pelo qual usuários e aplicações acessam os arquivos é através do sistema de gerenciamento. esta abordagem livra o usuário ou o programador da necessidade de desenvolver software de propósito específico, oferecendo assim um sistema bem definido e consistente. Grosshans, D. (1986) sugeriu os seguintes objetivos para um sistema de gerenciamento de arquivo: suportar o necessidades de gerenciamento de dados e requisitos do usuário, o que inclui armazenamento de dados e abilidade de realizar operações como as citadas anteriormente; Pg. 12/65

7 12. Gerencimento de Arquivo Visão Geral Sistema de Gerenciamento de Arquivo Grosshans, D. (1986) sugeriu os seguintes objetivos para um sistema de gerenciamento de arquivo: garantir na extensão possível que os dados sejam válidos; otimizar o desempenho tanto do ponto de vista do sistema em termos de vazão geral do sistema, quanto do ponto de vista do usuário em termos de tempo de resposta das aplicações; prover suporte de entrada/saída para uma variedade de tipos de dispositivos de armazenamento; minimizar ou eliminar a possibilidade de perda de dados; prover suporte de entrada/saída para múltiplos usuários quando em sistema de múltiplos usuários; prover um conjunto padronizado de rotinas para a interface de entrada/saída para processos dos usuários. Pg. 13/ Gerencimento de Arquivo Visão Geral Sistema de Gerenciamento de Arquivo Com respeito ao primeito ponto, atender aos requisitos do usuário, a extensão de tais requisitos depende da variedade de aplicações e do ambiente no qual o sistema computacional será usado; para sistemas de propósito geral e interativos, o conjunto mínimo de requisitos a ser contemplado é: capacidade de criar, remover, ler, escrever e modificar arquivos; cada usuário deve ter acesso controlado em arquivos de outros usuários; cada usuário deve controlar que tipos de acessos são permitidos para arquivos de usuários; cada usuário deve ser capaz de reestruturar arquivos do usuário na forma mais apropriada ao seu problema; Pg. 14/65

8 12. Gerencimento de Arquivo Visão Geral Sistema de Gerenciamento de Arquivo (cont.) para sistemas de propósito geral e interativos, o conjunto mínimo de requisitos a ser contemplado é: cada usuário deve ser capaz de mover dados entre arquivos; cada usuário deve ser capaz de voltar e recuperar arquivos de usuário em caso de danos ou corrupção de dados; cada usuário dever ser capaz de acessar seus arquivos pelo nome ou até mesmo por um identificador numérico. Pg. 15/ Gerencimento de Arquivo Visão Geral Arquitetura do Sistema de Arquivo Percepção de escopo do gerenciamento de arquivo pode ser obtida através de uma organização de software típica; embora diferentes sistemas sejam organizados diferentemente, a organização é razoavelmente representada. Pg. 16/65

9 12. Gerencimento de Arquivo Org. e Acesso a Arquivo 12.2 Organização e Acesso a Arquivo consultar material disponibilizado pelo autor do Livro Texto: William Stallings - Operating Systems: Internals and Design Principles, Pearson / Prentice-Hall, 2005, ISBN-10: Lectures do autor William Stallings - OperatingSystems/allings.l Pg. 17/ Gerencimento de Arquivo Diretório de Arquivo Conteúdo do Diretório de Arquivo file directory - contém informações sobre os arquivos, incluindo atributos, localização e proprietário; muitas destas informações, especialmente as relacionadas com o armazenamento são gerenciadas pelo sistema operacional. diretório de arquivo é por si só um arquivo, acessível através de muitas das rotinas do sistema de gerenciamento de arquivo. Dentre as informações típicas armazenadas em um diretório para cada arquivo no sistema, destacam-se: informações básicas; de armazenamento; de controle de acesso; e de uso. do ponto de vista do usuário, o diretório provê o mapeamento entre nomes de arquivos, ou seja, entre aqueles conhecidos pelos usuários e aplicações e os arquivos propriamente ditos. Pg. 18/65

10 12. Gerencimento de Arquivo Diretório de Arquivo Conteúdo do Diretório de Arquivo Dentre as informações típicas armazenadas em um diretório para cada arquivo no sistema, destacam-se: informações básicas; de endereço; de controle de acesso; e de uso. Pg. 19/ Gerencimento de Arquivo Diretório de Arquivo Conteúdo do Diretório de Arquivo informações de controle de acesso e de uso. Pg. 20/65

11 12. Gerencimento de Arquivo Diretório de Arquivo Estrutura do Diretório de Arquivo Maneira pela qual as informações discutidas anteriormente são armazenadas varia bastante entre os diversos sistemas; algumas podem ser armazenadas no registro cabeçalho associado ao arquivo, reduzindo a quantidade de espaço exigido bem como facilitando a manutenção do dado na memória principal; estrutura mais simples para um diretório é a lista de entradas, uma para cada arquivo contido no diretório; tal estrutura pode ser representada por um arquivo sequencial, cujo nome pode servir como chave de busca. Para o completo entendimento da estrutura de um arquivo, é necessário considerar os tipos de operações de diretório. Pg. 21/ Gerencimento de Arquivo Diretório de Arquivo Estrutura do Diretório de Arquivo Para o completo entendimento da estrutura de um arquivo, é necessário considerar os tipos de operações de diretório: search - quando se referencia um arquivo, a busca para encon- trar a entrada daquele arquivo acontece no diretório; create - quando um arquivo é criado, uma entrada deve ser adicionada ao arquivo diretório que conterá o dado arquivo; delete - quando um arquivo é removido, uma entrada deve ser removida do arquivo diretório que contém o dado arquivo; list - normalmente retorna a lista de todos os arquivos de um dado usuário e alguns atributos de cada arquivo (p.ex., tipo, infomação de controle de acesso; informação de uso); update - em razão de alguns atributos de arquivo serem armazenados no diretório, a mudança em um destes atributos requer a mudança na correspondente entrada do diretório. Pg. 22/65

12 12. Gerencimento de Arquivo Diretório de Arquivo Estrutura do Diretório de Arquivo análise - lista simples não é suficiente para suportar estas operações e, além do mais, o usuário pode ter a necessidade de manter diferentes tipos de arquivos; adicionalmente, é difícil esconder parte das informações do diretório quando não se tem estrutura com herança. Podemos iniciar a discussão partindo-se do esquema de 02 níveis: 01 diretório principal e um 01 diretório para cada usuário; uma análise mas refinada mostra que este esquema não auxilia os usuários na estruturação de seus arquivos; uma abordagem mais forte e flexível é a estrutura hierárquica ou estrutura em árvore universalmente adotada. Pg. 23/ Gerencimento de Arquivo Diretório de Arquivo Estrutura do Diretório de Arquivo uma abordagem mais forte e flexível é a estrutura hierárquica ou estrutura em árvore universalmente adotada. Pg. 24/65

13 12. Gerencimento de Arquivo Diretório de Arquivo Nomeação do Diretório de Arquivo Usuários devem ser capazes de referenciar um arquivo pelo seu nome simbólico e, assim, cada arquivo é identificado por um único nome garantido-se que a referência não seja ambígua; por outro lado, é um fardo inaceitável exigir que usuários tenham que prover nomes únicos em um sistema compartilhado. uso de diretório em árvore minimiza esta dificuldade de atribuição de nomes únicos, pois a exigência passa a ser aplicada para o path name e não apenas para a parte final do nome. Pg. 25/ Gerencimento de Arquivo Diretório de Arquivo Nomeação do Diretório de Arquivo Pg. 26/65

14 12. Gerencimento de Arquivo Diretório de Arquivo Nomeação do Diretório de Arquivo e.g., considere o path name User_B/Word/Unit_A/ABC ; caracter / é usado para separar os nomes na sequência de nomes ou path name ; nome do diretório raiz está implícito, pois todos os caminhos paths - iniciam-se neste diretório raiz; note que é perfeitamente aceitável ter vários arquivos com o mesmo nome desde que o path name seja único. embora o pathname facilite a seleção dos nomes do arquivo, é estranho que o usuário tenha que referenciar o caminho completo sempre que referenciar o arquivo; é possível referenciar um caminho a partir do diretório em que se está, ou seja, referência relativa ao diretório corrente ou também chamado working directory. Pg. 27/ Gerencimento de Arquivo Compartilhamento de Arquivo 12.4 Compartilhamento de Arquivo Em Sistemas Multiusuários, há a necessidade de que os arquivos possam ser compartilhados entre os usuários; nestes sistemas, 02 questões aparecem: permissões de acesso e gerenciamento de acesso simultâneo. permissões de acesso necessário prover ferramentas flexíveis que possibilitem o compartilhamento de arquivo entre usuários; acesso simultâneo quando o acesso para realizar modificações em um arquivo é concedido a mais de um usuário, cabe ao sistema de gerenciamento de arquivo coordenar as operações. Pg. 28/65

15 12. Gerencimento de Arquivo Compartilhamento de Arquivo Permissões de Acesso Tipicamente, usuários e grupos de usuários tem a concessão para algumas permissões de acesso de um arquivo; em princípio, pressupõe-se que um grande conjunto de permissões de acesso possa ser utilizado: none - usuário pode até não ter conhecimento da existência do arquivo, muito menos acessar o arquivo; knowledge - usuário pode determinar que o arquivo existe e quem é o dono e, na sequência, solicitar permissões adicionais; execution - permissão normalmente presente em programas proprietários, permite que o usuário carregue e execute o programa, mas restringe a operação de cópia; Pg. 29/ Gerencimento de Arquivo Compartilhamento de Arquivo Permissões de Acesso reading - usuário pode ler o arquivo para qualquer que seja o propósito, incluindo cópia simples ou mesmo execução. appending - usuário pode adicionar dados ao arquivo, mas não pode modificar ou remover qualquer conteúdo do arquivo; updating - usuário pode modificar, remover e adicionar dados ao arquivo, ou seja, escrita inicial no arquivo, reescrita completa ou parcial do arquivo e remoção de parte ou de todo o conteúdo; changing protection - usuário pode alterar as permissões de acesso concedidadas aos demais usuários; deletion - usuário pode remover o arquivo do sistema. Pg. 30/65

16 12. Gerencimento de Arquivo Compartilhamento de Arquivo Permissões de Acesso Normalmente, as permissões estão organizadas hierarquicamente de modo que a concessão de uma permissão tenha como implicação a concessão da permissão precedente. Um usuário é designado para ser o proprietário de um dado arquivo, usualmente aquele que criou o arquivo; o proprietário do arquivo tem todas as permissões de acesso listadas anteriormente e pode conceder permissões para outros. Pg. 31/ Gerencimento de Arquivo Compartilhamento de Arquivo Permissões de Acesso Permissões para diferentes classes de usuários: specific user - usuários individuais designados pelos seus IDs; user group - conjunto de usuários definidos conjuntamente e não individualmente, neste caso, cabe ao sistema rastrear quais são os membros para cada grupo de usuários; all - todos os usuários que acessam o sistema, ou seja, são arquivos públicos cujo acesso é livre para qualquer usuário. Pg. 32/65

17 12. Gerencimento de Arquivo Compartilhamento de Arquivo Acesso Simultâneo Quando o acesso para realizar modificações em um arquivo é concedido a mais de um usuário, cabe ao sistema de gerenciamento de arquivo coordenar as operações. abordagem de força bruta deve permitir ao usuário o bloqueio de todo o arquivo enquanto a operação é executada; um controle mais refinado permitirá que o bloqueio se dê em registros individuais enquanto a operação é executada. Em essência, o acesso simutâneto é um problema do tipo leitores/escritores discutido no Cap. 05, o que sugere: para prover capacidade de acesso simultâneo, questões como exclusão mútua e deadlock devem ser consideradas. Pg. 33/ Gerencimento de Arquivo Record Blocking 12.5 Record Blocking Como discutido anteriormente, registros são unidades lógicas de acesso na estrutura do arquivo, enquanto que blocos são unidades de entrada/saída da memória secundária; há várias questões para considerar: blocos fixos ou variáveis; tamanho do bloco comparado com o tamanho do registro; acesso de registro randômico ou determinado por uma referência; etc. em resumo e em razão de interesses conflitantes, quanto maior o bloco, maiores são os buffers em memória principal o que por sua vez exige maior esforço de gerenciamento. Pg. 34/65

18 12. Gerencimento de Arquivo Record Blocking 12.5 Record Blocking Dado um tamanho de bloco, há 03 métodos para o mapeamento: fixed blocking - registros de tamanho fixo são utilizados e um nro fixo de registros é armazenado em um bloco, o que por sua vez gera a fragmentação interna no bloco; Pg. 35/ Gerencimento de Arquivo Record Blocking 12.5 Record Blocking variable-length spanned blocking - registros de tamanho variáveis são utilizados e empacotados em blocos de modo que não sobre espaço sem ser utilizado; assim, alguns registros devem transpor 02 blocos, com um ponteiro indicando o bloco que contém o restante do registro; Pg. 36/65

19 12. Gerencimento de Arquivo Record Blocking 12.5 Record Blocking variable-length unspanned blocking - registros de comprimento variável são utilizados, mas um registro ou parte do mesmo não pode ser armazenado em mais de um bloco; neste caso, nem todo o bloco é utilizado em função do não uso do restante do bloco para acomodar registros maiores. Pg. 37/ Gerencimento de Arquivo Record Blocking 12.5 Record Blocking Técnica de Record Blocking pode interagir com o hardware da memória virtual e, assim, dar tratamento às páginas de forma semelhante ao mapeamento de registros a blocos; mas como páginas são geralmente menores que os blocos, não é prático tratá-las como blocos para unspanned blocking ; na prática, alguns sistemas combinam múltiplas páginas para criar um bloco grande o suficiente para propósitos de operações de entrada/saída em arquivo. Pg. 38/65

20 12. Gerencimento de Arquivo Gerenciamento de Mem. Secundária 12.6 Gerenciamento de Memória Secundária arquivo - na memória secundária consiste em uma coleção de blocos e cabe ao sistema de arquivo a alocação de blocos, o que por sua vez levanta 02 questões: espaço na memória secundária deve ser alocado para arquivos; necessário rastrear o espaço livre para alocação. Pg. 39/ Gerencimento de Arquivo Gerenciamento de Mem. Secundária Alocação de Arquivo Vários questões estão envolvidas na alocação de arquivos: quando um arquivo é criado, o espaço solicitado para alocação é requisitado de uma única vez? considerando que o espaço alocado seja de um ou mais unidades (porções ou conjunto contíguo de blocos), qual deve ser o tamanho desta porção ou unidade? que tipo de estrutura de dados ou tabela é usado para rastrear as porções de blocos alocadas para o arquivo? Pg. 40/65

21 12. Gerencimento de Arquivo Gerenciamento de Mem. Secundária Alocação de Arquivo Quando um arquivo é criado, o espaço solicitado para alocação é requisitado de uma única vez? prealocação - política que requer que o tamanho máximo de um arquivo seja declarado no momento de criação do arquivo; embora em muitos casos é possível estimar de forma confiável o tamanho de um arquivo no momento da criação; mas, para muitas aplicações é difícil senão impossível estimar com confiabilidade o tamanho máximo em potencial do arquivo. alocação dinâmica - há vantagens no uso da alocação dinâmica, pois o espaço alocado para um arquivo se dá ao longo do ciclo de vida do mesmo e não no momento da criação. Pg. 41/ Gerencimento de Arquivo Gerenciamento de Mem. Secundária Alocação de Arquivo Considerando que o espaço alocado seja de um ou mais unidades (porções ou conjunto de blocos contíguos), qual deve ser o tamanho desta porção ou unidade? em um extremo, uma porção grande pode ser suficiente para alocar o arquivo integralmente, no outro extremo, a porção irá acomodar apenas um bloco, assim, um bloco por vez é alocado; ao se definir um tamanho, é necessário a análise do custo e benefício entre eficiência do ponto de vista de um único arquivo versus a eficiência do sistema global. Pg. 42/65

22 12. Gerencimento de Arquivo Gerenciamento de Mem. Secundária Alocação de Arquivo Wiederhold, G. (1987) lista 04 itens para serem considerados: continuidade de espaço aumenta o desempenho, especialmente para operações retrieve_next ou para sistemas operacionais orientados por transações; ter um grande número de pequenas porções aumenta o tamanho de tabela necessária para gerenciar a informação de alocação; definir porções ou unidades de tamanho fixo (p.ex., blocos) simplifica a realocação do espaço; ter porções de tamanho variável ou de porções pequenas de tamanho fixo minimiza o gasto de espaço livre ou disponível para alocação devido a sobrealocação. Pg. 43/ Gerencimento de Arquivo Gerenciamento de Mem. Secundária Alocação de Arquivo Naturalmente, estes itens interagem e devem ser considerados juntos e o resultado é que temos 02 alternativas: porções grandes contíguas e de tamanho variável além de proporcionar melhor desempenho, o tamanho variável evita gasto e as tabelas de alocação de arquivo são pequenas; por outro lado, espaço é difícil de ser reutilizado. porções de tamanho fixo pequenas ou blocos provêem maior flexibilidade pois podem requerer tabelas grandes ou estruturas complexas para a alocação dos blocos; continuidade na alocação deixa de ser o objetivo primário e blocos serão alocados quando necessário. Pg. 44/65

23 12. Gerencimento de Arquivo Gerenciamento de Mem. Secundária Alocação de Arquivo Ambas as alternativas são compatíveis com a prealocação ou com a alocação dinâmica. No caso de porções grandes contíguas e de tamanho variável o arquivo é um grupo contíguo de blocos prealocados; isto elimina a necessidade de tabela de alocação de arquivo e tudo o que é exigido é um ponteiro para o primeiro bloco bem como o nro de blocos a serem alocados. No caso de porções pequenas de tamanho fixo, todas as porções requeridas são alocadas no mesmo momento; isto significa que a tabela de alocação de arquivo para o arquivo serão de tamanho fixo, pois o nro de blocos alocado é fixo. Pg. 45/ Gerencimento de Arquivo Gerenciamento de Mem. Secundária Alocação de Arquivo Com porções de tamanho variável, precisamos lembrar que teremos fragmentação do espaço livre; estas questões são postas quando consideramos o particionamento da memória principal como discutidas no Cap. 07: first-fit ; best-fit ; next-fit. não é claro qual estratégia é melhor. A dificuldade na modelagem de estratégias alternativas é que muitos fatores devem ser considerados: tipos de arquivo, padrões de acesso a arquivo; grau da multiprogramação; fatores de performance no sistema, caching de disco; escalonamento de disco, etc. Pg. 46/65

24 12. Gerencimento de Arquivo Gerenciamento de Mem. Secundária Métodos de Alocação de Arquivo Uma vez discutido prealocação versus alocação dinâmica bem como porções de tamanho variável ou fixo, estamos em condições de especificar os métodos de alocação. 03 métodos se destacam: contíguo, encadeado e indexado cujas características estão resumidas na tabela abaixo. Pg. 47/ Gerencimento de Arquivo Gerenciamento de Mem. Secundária Métodos de Alocação de Arquivo contiguous allocation - conjunto contíguo de blocos é alocado para um arquivo no momento de sua criação, assim, trata-se de uma estratégia de prealocação. Pg. 48/65

25 12. Gerencimento de Arquivo Gerenciamento de Mem. Secundária Métodos de Alocação de Arquivo de tempo em tempo é necessário executar um algoritmo de compactação para liberar espaços livres no disco. Pg. 49/ Gerencimento de Arquivo Gerenciamento de Mem. Secundária Métodos de Alocação de Arquivo chained allocation - alocação se dá com base no bloco, ou seja, cada bloco contém um ponteiro para o próximo bloco na cadeia de blocos que contém dados do arquivo. Pg. 50/65

26 12. Gerencimento de Arquivo Gerenciamento de Mem. Secundária Métodos de Alocação de Arquivo embora a prealocação seja possível, é mais comum alocar blocos quando necessário, ou seja, qualquer bloco libre pode ser adicionado à cadeia sem efeito de fragmentação externa. Pg. 51/ Gerencimento de Arquivo Gerenciamento de Mem. Secundária Métodos de Alocação de Arquivo indexed allocation - tabela de alocação de arquivo contém um bloco em separado para índices, ou seja, um índice para cada porção de blocos alocada ao arquivo. Pg. 52/65

27 12. Gerencimento de Arquivo Gerenciamento de Mem. Secundária Métodos de Alocação de Arquivo consolidação do arquivo reduz o tamanho do índice no caso de porções de tamanho variável, mas não a alocação de bloco; alocação indexada suporta ambos acessos diretos e sequenciais e, por isso, é um dos mais populares métodos. Pg. 53/ Gerencimento de Arquivo Gerenciamento de Arq. no UNIX 12.7 Gerenciamento de Arquivo no UNIX Sistema UNIX dá suporte a 05 tipos de arquivos: regular file - contém dados arbitrário em zero ou mais blocos de dados podendo armazenar dados do usuário, programa de aplicação ou programa utilitário do sistema; directory - contém uma lista de nomes de arquivos e ponteiros associados ao respectivos inodes, ou seja, são arquivos regulares com privilégio de proteção de escrita; special file - não contém dados, mas provê mecanismo para mapear dispositivos físicos para nomes de arquivos, que são utilizados para acessar dispositivos periféricos; named pipe - facilidade do módulo de comunicação entre processos que enfileira dados recebidos de sua entrada; Pg. 54/65

28 12. Gerencimento de Arquivo Gerenciamento de Arq. no UNIX 12.7 Gerenciamento de Arquivo no UNIX Sistema UNIX dá suporte a 05 tipos de arquivos: named pipe - facilidade do módulo de comunicação entre processos que enfileira dados recebidos de sua entrada; processo que lê da saída do pipe, recebe os dados tendo por base a política first-in-first-out ; links - nome alternativo para o nome de arquivo já existente. symbolic links - arquivo de dados que contém o nome de arquivo com o qual ele está ligado/associado. Pg. 55/ Gerencimento de Arquivo Gerenciamento de Arq. no UNIX 12.7 Gerenciamento de Arquivo no UNIX index node - estrutura de controle que contém a informação chave necessária para acessar um arquivo em particular; vários nomes de arquivo podem ser associados a um único inode, mas o inode ativo está associado a um único arquivo, assim, um arquivo é controlado por um único inode ; atributos do arquivo assim como as permissões e outras informações de controle são armazenadas no inode ; estrutura exata de um inode varia de implementação de Sistema Operacional UNIX ou UNIX-like. Pg. 56/65

29 12. Gerencimento de Arquivo Gerenciamento de Arq. no UNIX 12.7 Gerenciamento de Arquivo no UNIX Estrutura Inode do FreeBSD inclui os seguintes dados: type of file e access mode - tipo do arquivo e modo de acesso; owners - identificador do proprietário bem como dos grupos que tem acesso ao referido arquivo em função das permissões concedidas; timestamps - marca de tempo de quando o arquivo foi criado, lido, ou atualizado bem como quando o inode foi atualizado; size - tamanho do arquivo; direct ; single indirect ; double indirect e triple indirect ponteiros para blocos de dados direto, indireto simples, indireto duplo e indireto triplo; Pg. 57/ Gerencimento de Arquivo Gerenciamento de Arq. no UNIX 12.7 Gerenciamento de Arquivo no UNIX (cont.) Estrutura Inode do FreeBSD inclui os seguintes dados: block count - nro. de blocos físicos utilizados pelo arquivo, incluindo blocos utilizados para ponteiros indiretos e seus atributos; reference count - nro. de entradas de diretório p/ este arquivo; flags - flags do usuário e do kernel que descrevem as características do arquivo; generation number - nro. selecionado aleatóriamente e atribuído ao inode a cada vez que o inode é alocado a um novo arquivo utilizado para detectar referências para arquivos removidos). blocksize - tamanho do bloco de dados referenciados pelo inode tipicamente do mesmo tamanho do system blocksize ; Pg. 58/65

30 12. Gerencimento de Arquivo Gerenciamento de Arq. no UNIX 12.7 Gerenciamento de Arquivo no UNIX (cont.) Estrutura Inode do FreeBSD inclui os seguintes dados: extended attribute size - tamanho da área extra que acomoda informações de atributos do arquivo; extended attribute block - ponteiro para blocos que contém oa atributos estendidos do arquivo. No UNIX a alocação do arquivo tem por base o bloco bem como a alocação dinâmica de bloco, uma vez que no disco os blocos não são necessariamente contíguos; em praticamente todas as Implementações de UNIX, o inode inclui um nro. de ponteiros diretos e 03 ponteiros indiretos. Pg. 59/ Gerencimento de Arquivo Gerenciamento de Arq. no UNIX 12.7 Gerenciamento de Arquivo no UNIX Pg. 60/65

31 12. Gerencimento de Arquivo Gerenciamento de Arq. no UNIX 12.7 Gerenciamento de Arquivo no UNIX Inode no FreeBSD inclui 120 bytes de informações de endereço que são organizadas em endereços de 64 bits (ponteiros); os primeiros 12 apontam para os 12 primeiros blocos de dados, assim, se o arquivo requer mais de 12 blocos de dados, um ou mais níveis indiretos pode ser utilizado. Pg. 61/ Gerencimento de Arquivo Gerenciamento de Arq. no UNIX 12.7 Gerenciamento de Arquivo no UNIX directories - cada diretório pode conter arquivos e/ou outros diretórios, ou seja, está organizado na forma de árvore; diretório que está dentro de outro diretório é chamado de subdiretório e, resumidamente, é um arquivo que contém uma lista de nomes de arquivos e ponteiros para os seus inodes ; cada entrada de diretório contém um nome para o arquivo associado ou subdiretório e um inteiro chamado index number ; i-number - quando o arquivo ou diretório é acessado, este número é usado como um índice na tabela de inodes. Pg. 62/65

32 12. Gerencimento de Arquivo Gerenciamento de Arq. no UNIX 12.7 Gerenciamento de Arquivo no UNIX Diretórios e Inodes no UNIX. Pg. 63/ Gerencimento de Arquivo Gerenciamento de Arq. no UNIX 12.7 Gerenciamento de Arquivo no UNIX Sistema de Arquivo UNIX reside em um disco lógico único ou em uma partição do disco e contempla os seguintes elementos: boot block - contém para o boot do sist. operaciona; superblock - contém informações e atributos do arquivo, tais como tamanho da partição tamanho da tabela de inodes ; inode table - coleção de inodes de cada arquivo; data blocks - espaço de armazenamento disponível para dados de arquivos bem como para subdiretórios. Pg. 64/65

33 12. Gerencimento de Arquivo Gerenciamento de Arq. no UNIX 12.7 Gerenciamento de Arquivo no UNIX Sistema de Arquivo UNIX reside em um disco lógico único ou em uma partição do disco e contempla os seguintes elementos: Pg. 65/65