Sistemas Operacionais

Aula 17: Sistema de Arquivos

Referências:

Capítulo 10

Arquivo ? Nunca ouvi falar...

Conjunto de dados.

Normalmente não voláteis
Menor unidade de informação secundária

Qualquer dado não volátil tem que ser guardado em arquivos:

Textos;
Programas: fonte e binário;
Valores de entrada;
Valores calculados;
Bancos de dados;
Imagens;
Filmes;
...

Atributos de Arquivos

Tipicamente um arquivo é definido por:

Nome;
Tipo;
Lugar: aonde ele fica guardado no disco;
Tamanho;
Proteção: quem tem permissão para acessar seu conteúdo;
Tempos: dia/hora de criação, da última modificação, etc.

Que mais além de arquivos ?

Diretórios:

Uma coleção de arquivos e/ou outros diretórios;
Usado para organizar arquivos.

Partições:

Pedaços de memória secundária que podem ser vistos como compartimentos estanques.
Usados para:
- Separar logicamente partes do disco, e.g., uma partição para cada SO.
- Esconder características do hardware/SO, e.g., uma partição para o swap do linux.

Quais são essenciais ?

Abrir/Fechar

Não é essencial, é apenas uma otimização.

Usado para aumentar a rapidez de acesso:

através do uso de buffers na memória principal.

Problemas:

Esquecer de fechar: perde o conteúdo do buffer.
- Por isto ``crashes'' perdem dados, eles estavam no buffer.
Acesso concorrente: e se dois usuários fizerem acessos conflitantes (e.g. escrever e apagar) ?

Precisa de tomar cuidado com: Localização no disco: pode estar mudando enquanto voce usa o arquivo; Reference count.

Métodos de Acesso

Sequencial:

Operações possíveis:
- Ler; Escrever; Rebobinar
Originado a partir de fitas.
Adequado a outros tipos de arquivo ? Quais ?

Direto:

Operações possíveis:
- Ler; Escrever; Reposicionar (seek)
Originado a partir de discos.
Adequado a outros tipos de arquivo ? Quais?

Estes métodos de acesso são suficientes ?

Métodos de Acesso

Como acessar outros tipos de arquivo ?

Binário;
.o;
libraries;
.ps;
.zip;
.tar;
banco de dados;
Árvores B;
BDDs;

Diretórios

E quando o número de arquivos for muito grande ?

Fica difícil de achar o arquivo desejado.

``Do they call it hard disk because it is hard to find anything in it ?''

Diretórios são coleções de arquivos ou outros diretórios:

Operações em Diretórios

Operações possíveis em diretórios são:

Cria arquivo;
Apaga arquivo;
Busca arquivo;
Lista conteúdo.

Não é muito diferente de arquivos...

Diretório em Árvore

Múltiplos níveis de diretórios podem existir:

A estrutura do diretório é uma árvore.

Diretórios DAG

Não, pode ser um grafo acíclico:

Problemas com Links

Quando apagar o arquivo ?
- Reference counts!
Como detectar ciclos ?
- Pode deixar que eles aconteçam ?
- Como evitar ? Unix: Segue somente um número fixo de links antes de gerar erro.

Proteção de Arquivos

Tipos de acesso:

Leitura; Escrita; Execução;
Append; Apagar; Listar.

Quem pode acessar ?

Só o dono;
Todos;
Somente os usuários do mesmo grupo (Unix);
Qualquer conjunto de usuários (NT).

Semântica de Acesso Concorrente

Várias opções existem:

Unix:
- Qualquer modificação é vista por todos os processos que têm aquele arquivo aberto.
- Pode-se até mesmo compartilhar o pointer de leitura.
Andrew (sistema de arquivos distribuído):
- Modificações são visíveis a outros processos somente quando o arquivo é fechado.