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Implementação do Sistema de Arquivos, MAPA MENTAL 11 DISCIPLINA: SO…
Implementação do Sistema de Arquivos
Métodos de alocação
Alocação contígua
Arquivo armazenado em blocos sequenciais
Localização através do endereço do primeiro bloco e sua extensão
Acesso simples, mas problema na alocação de novos arquivos
Desafios da alocação contígua
Fragmentação externa com novos arquivos
Compactação requer sistema offline
Dificuldade de determinar espaço necessário para arquivos que podem se estender
Pré-alocação com superestimação do tamanho (fragmentação interna)
Possibilidade de alocação contígua com blocos de extensão
Soluções
Alocação contígua com blocos de extensão (um segmento aponta para o próximo).
Alocação encadeada
Arquivo é uma lista encadeada de blocos de disco
Blocos podem estar espalhados no disco
Diretório tem ponteiros para o primeiro e último bloco do arquivo
Cada bloco contém ponteiro para o próximo bloco
Desafios e desvantagens
Arquivo pode ficar espalhado, aumentando tempo de acesso
Desfragmentação pode ser necessária
Ineficiente para acesso direto, precisa percorrer blocos
Desperdício de espaço com armazenamento de ponteiros
Confiabilidade problemática com ponteiros espalhados
Alocação encadeada com FAT
Variação usando a Tabela de Alocação de Arquivos (FAT)
Funcionamento
Seção reservada no início do volume para a FAT
Entrada para cada bloco indexada pelo número do bloco
FAT atua como lista encadeada
Procedimento para alocar novo bloco
Encontrar a primeira entrada com valor 0 na tabela
Substituir valor anterior de fim de arquivo pelo endereço do novo bloco
Atualizar 0 para o valor de fim de arquivo
Vantagem
Melhora tempo de acesso aleatório, pois a busca ocorre na FAT, não no disco
Desvantagens
Uso de espaço para a tabela
Complexidade com substituição e atualização de entradas
Alocação indexada
Melhora acesso direto em comparação com alocação encadeada
Funcionamento
Cada arquivo tem bloco de índices (array de endereços de blocos)
Diretório contém endereço do bloco de índices
Acesso direto usando ponteiros no bloco de índices
Vantagem
Suporta acesso direto sem fragmentação externa
Desvantagens
Desperdício de espaço ao armazenar ponteiros
Possibilidade de encadeamento de blocos de índices
Estratégias combinadas para otimização
Blocos de dados podem ficar espalhados no volume
Gerenciamento do espaço livre
Vetor de bits
Cada bloco representado por 1 (livre) ou 0 (ocupado)
Vantagens
Simplicidade e eficiência na localização de blocos consecutivos
Instruções de baixo nível tornam a tarefa rápida
Desvantagem
Mapa completo precisa ser mantido na memória por questões de eficiência
Lista encadeada
Encadeia todos os blocos livres no disco
Mantém ponteiro para primeiro bloco livre em uma localização especial
Esse primeiro bloco contém ponteiro para o próximo bloco livre, e assim por diante
Eficiência
Não é eficiente para percorrer a lista, pois requer leitura de cada bloco
Varredura não é uma ação frequente
Uso comum
Geralmente, o SO precisa de apenas um bloco livre, utilizando o primeiro na lista
Recuperação
Detecção de problemas
Quedas do sistema podem causar inconsistências no sistema de arquivos
Varredura e correção
Verificadores de consistência detectam e corrigem problemas nos metadados
Sistemas de Arquivos Estruturados em Log
Registram atualizações como transações em um log
Após gravação, as entradas são reexecutadas nas estruturas reais
Em caso de queda, transações não concluídas são finalizadas
NTFS, ext3/ext4 utilizam essa técnica
MAPA MENTAL 11
DISCIPLINA: SO 2023/2
ALUNO: JOÃO PEDRO SPINASSÉ VIANA