Sistemas de Arquivos

Transcrição

1 Universidade Federal do Acre Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bacharelado em Sistemas de Informação Sistemas de Arquivos Macilon Araújo Costa Neto macilon@ufac.br Capítulo 6 do livro do Tanenbaum (2003)

2 Na aula anterior Implementação do sistema de aquivos Arquivos compartilhados Gerência de espaço em disco Confiabilidade dos sistemas de arquivos CCET182 Sistemas Operacionais 2

3 Agenda Implementação do sistema de arquivos Confiabilidade dos sistemas de arquivos Desempenho dos sistemas de arquivos CCET182 Sistemas Operacionais 3

4 Confiabilidade dos sistemas de arquivos Um dos maiores desastres em um computador é a destruição de seu sistema de arquivos Para um usuário que perde documentos, programas, arquivos de clientes, bases de dados e etc., as consequências podem ser catastróficas Mesmo sabendo que os sistemas de arquivos não podem proteger os arquivos da destruição física dos equipamentos ou meios de armazenamento, eles devem ajudar a proteger a informação CCET182 Sistemas Operacionais 4

5 Cópias de segurança A maioria da pessoas acha que não vale a pena gastar tempo Servem para tratar 1. Recuperação em caso de desastre 2. Recuperação quando é feita uma grande bobagem Devem ser realizadas de maneira conveniente e eficiente, pois consome muito tempo e espaço a)deve-se fazer cópia de todo o sistema? b)deve-se fazer cópias de arquivos inalterados? c) Deve comprimir os dados copiados? d)pode-se fazer cópia durante o uso? e)na prática, isso introduz problemas técnicos? CCET182 Sistemas Operacionais 5

6 Cópias de segurança, cont... Cópia física Inicia-se no bloco 0, sequencialmente copias todos os blocos Não é útil copiar blocos não utilizados Cuidados com os blocos defeituosos Simplicidade e grande rapidez Cópia lógica Inicia-se por um ou mais diretórios, recursivamente copia todos os subdiretórios lá encontrados Somente arquivos e diretórios alterados desde a última execução serão copiados A maioria dos sistemas baseados no Unix usam CCET182 Sistemas Operacionais 6

7 Cópias de segurança, cont... CCET182 Sistemas Operacionais 7

8 Consistência do sistema de arquivos, cont.. (a) Estado consistente (b) Bloco desaparecido (c) Bloco duplicado na lista de livres (d) Bloco de dados duplicados CCET182 Sistemas Operacionais 8

9 Desempenho dos sistemas de arquivos Acesso ao disco é mais lento que à memória A leitura de uma palavra em memória dura em média dezenas de nanossegundos A leitura de um disco pode chegar a dezenas de MB/s Gerando uma diferença de até milhões vezes Os sistemas de arquivos devem ser projetados para reduzir ao mínimo necessário o acesso ao disco Cache de blocos Leitura antecipada de blocos Redução dos movimentos do braço do disco Sistemas de arquivos de log estruturados CCET182 Sistemas Operacionais 9

10 Cache de blocos A técnica mais comum para se reduzir o acesso ao disco é cache de bloco ou cache de buffer Trata-se de um conjunto de blocos mantidos na memória para melhorar a performance Um dos algoritmos mais comuns é verificar se todas as requisições de leitura serão possíveis com os blocos em cache Caso afirmativo, não haverá necessidade de se fazer acesso ao disco Caso contrário, o bloco é primeiro lido para a cache para então ser copiado para o local onde é necessário CCET182 Sistemas Operacionais 10

11 Cache de blocos, cont... Para trazer um novo bloco na cache, será necessário remover um dos armazenados, rescrevendo-o no disco, se houver modificações feitas após sua carga Situação semelhante ao que vemos no gerenciamento de memória com paginação Permitindo o uso de todos os algoritmos de substituição de páginas CCET182 Sistemas Operacionais 11

12 Leitura antecipada de blocos Tenta transferir para cache os blocos antes que sejam requisitados Quando solicitados um bloco k Verificar se na cache está o bloco k + 1 Se não estive, ele escalona uma leitura de k + 1 Funciona apenas com arquivos sequenciais Para arquivos de acesso aleatório, piora CCET182 Sistemas Operacionais 12

13 Redução dos movimentos do braço do disco (a)i-nodes colocados no início do disco (b)disco dividido em grupos de cilindros cada qual com seus próprios blocos e i-nodes CCET182 Sistemas Operacionais 13

14 Sistemas de arquivos de log estruturados Com CPUs mais rápidas, memórias maiores caches de disco também podem ser maiores número maior de requisições de leitura pode ser atendido pelo cache assim, a maioria dos acessos a disco serão para escrita A estratégia LFS estrutura o disco todo como um log inicialmente todas as escritas são armazenadas na memória periodicamente todas são escritas no fim do log em disco CCET182 Sistemas Operacionais 14