O documento discute os principais conceitos de sistemas de arquivos, incluindo a organização e estrutura de arquivos, métodos de acesso, operações de entrada e saída, atributos de arquivos, diretórios, alocação de espaço em disco e proteção de arquivos.

1. Sistema de Arquivos
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ
CAMPUS SENADOR HELVÍDIO NUNES DE BARROS
BACHARELADO EM SISTEMAS DE INFORMAÇÃO
DISCIPLINA: SISTEMAS OPERACIONAIS
Prof. Esp. Alan Rafael Ferreira dos Santos

2. 1. Introdução
• O armazenamento e a recuperação de informações é uma
atividade essencial para qualquer tipo de aplicação.
• O S.O. estrutura e organiza os dados através da implementação
de arquivos com o objetivo de facilitar a busca e a gravação dos
mesmos melhorando o gerenciamento.
• O sistema de arquivos é a parte mais visível do S.O., pois a
manipulação de arquivos é uma atividade frequentemente
realizada pelo usuário.

3. 2. Arquivos
• Um arquivo é constituído de informações logicamente
relacionadas. Estas informações podem representar instruções
ou dados.
Ex.: arquivo executável (*.exe), arquivo de texto (*.docx).
• Os arquivos podem ser armazenados em diferentes dispositivo
físicos, como fitas magnéticas, discos magnéticos e discos
ópticos.
• O S.O. deve tratar com uma certa independência o arquivo do
seu meio de armazenamento.

4. 2. Arquivos
• Maior parte dos S.O.s identificam os arquivos por duas partes:
nome_arquivo.extenção
• A extensão indica o tipo de arquivo

5. 3. Organização de Arquivos
• Consiste em como os seus dados estão internamente
armazenados. A estrutura de dados pode variar em função do
tipo de informação contida no arquivo.
• Esta estrutura pode ser determinada pelo S.O. ou pela própria
aplicação.
• Cada S.O. implementa sua própria estrutura de arquivos porém
elas devem seguir um modelo suportado pelo sistema. As
organizações mais conhecidas são as sequência de bytes,
sequência de registros e árvores.

6. 3. Organização de Arquivos

7. 4. Métodos de Acesso
• Acesso sequencial
lê todos os bytes/registros desde o início
não pode saltar ou ler fora de sequência
conveniente quando o meio era a fita magnética
• Acesso aleatório
bytes/registros lidos em qualquer ordem
essencial para sistemas de bases de dados
ler pode ser …
• mover marcador de arquivo, e então ler ou …
• ler e então mover marcador de arquivo

8. 5. Operações de Entrada/Saída
• O sistema de arquivo disponibiliza um
conjunto de rotinas que permitam um
conjunto de aplicações realizarem operações
de E/S, como tradução de endereços, leitura
e gravação de dados, criação/eliminação de
arquivos
• Fornece uma interface simples e uniforme
entre as aplicações e os dispositivos

9. 5. Operações de Entrada/Saída

10. 6. Atributos
• Cada arquivo possui informações de controle denominadas atributos.
Os atributos podem variar de acordo como sistema de arquivo.
• Alguns atributos não podem ser modificados por conta da sua
natureza como organização, data e hora de criação de um arquivo,
porém outros podem ser alterados pelo S.O. como tamanho, data e
hora do último backup.

11. 6. Atributos

12. 7. Diretórios
• Diretórios são estruturas de dados que possuem entrada de arquivos
onde cada entrada armazena um conjunto de atributos de um
arquivo.
• Quando o usuário abre um arquivo o S.O. procura sua entrada nesta
estrutura de diretórios e armazena suas informações em uma tabela
de atributos mantidas na MP.
• Esta tabela armazena informações de todos os arquivos abertos.
Quando o arquivo é fechado seus dados precisam ser apagados desta
tabela por questões de espaço.

13. 7. Diretórios
• Um sistema de diretório de nível
único
contém 4 arquivos
propriedades de 3 pessoas
diferentes, A, B, e C

14. 7. Diretórios
• Diretórios em dois níveis
• As letras indicam os donos dos
diretórios e arquivos

15. 7. Diretórios
• Diretórios Hierárquicos

16. 8. Gerência de Espaço Livre em Disco
• Com as constantes criações/eliminações de arquivos em disco é
necessário que o S.O. tenha controle de quais áreas do mesmo estão
livres. Nesta estrutura geralmente possui uma lista ou tabela que
pode facilitar a identificação de blocos livres.
• Existem três formas de identificar espaços livres em disco:
Mapa de Bits (Bit Map)
Listas encadeadas
Tabela de Blocos Livres

17. 8. Gerência de Espaço Livre em Disco

18. 9. Gerencia de Alocação de Espaços em Disco
• Da mesma forma que o S.O. gerencia os espaços livres também
gerencia os espaços ocupados.
• É necessário que o sistema de arquivo implemente alguma destas
técnicas para alocar os arquivos:
Alocação Contígua
Alocação Encadeada
Alocação Indexada

19. 9.1 Alocação Contígua
• Consiste em armazenar arquivos em blocos sequenciais, neste tipo de
alocação o sistema localiza o arquivo através do endereço do primeiro
bloco.
• Seu principal problema é a alocação de espaços livres para novos
arquivos.

20. 9.2 Alocação Encadeada
• Nesta técnica um conjunto de blocos pode ser ligado através de uma
estrutura de organização lógica independente da sua localização
física.

21. 9.3 Alocação Indexada
• O princípio desta técnica é manter ponteiros para todos os blocos de
um arquivo em uma única estrutura denominada bloco de índices.
• Soluciona o problema da impossibilidade de acesso direto da
alocação encadeada.

22. 10. Arquivos Compartilhados

23. 10. Arquivos Compartilhados
(a) Situação antes da
ligação;
(b) Depois de a ligação
ser criada;
(c) Depois de o
proprietário original
remover o arquivo.

24. 11. Proteção de Arquivos
• É fundamental a implementação de um mecanismo de proteção para
proteger arquivos e diretórios de danos causados por acesso
indevido.
• Estes tipos de acessos são dados através da concessão ou não da
operações de leitura (read), gravação (write), execução (execute) e
elimine (delete).
• Existem outros mecanismos como:
Senhas de acesso
Grupos de Usuários