Parte 1

read

Chamada de sistema fundamental para realizar a leitura de dados de um arquivo já aberto.

open()

Função que abre um arquivo e obtém um descritor de arquivo para operações subsequentes.

close()

Função que fecha um arquivo aberto e libera o descritor de arquivo.

seek()

Função que reposiciona o ponteiro de leitura/escrita dentro de um arquivo aberto.

write()

Função que escreve dados em um arquivo aberto.

Sequência típica de chamadas para ler um arquivo

open() → read() → close()

Para ler dados de um arquivo, ele deve primeiro ser com a chamada .

aberto; open()

../docs/trabalho.txt

Caminho relativo para trabalho.txt se o diretório atual é /users/ana/imgs/.

.. em um caminho de arquivo

Referência ao diretório pai (um nível acima).

. em um caminho de arquivo

Referência ao diretório atual.

Caminho absoluto vs. relativo

Absoluto: começa da raiz (/) e especifica a localização completa. Relativo: parte do diretório atual.

/users/ana/docs/trabalho.txt

Caminho absoluto (começa com /).

../docs/trabalho.txt

Caminho relativo (parte do diretório atual).

Método de Alocação Indexada

Todos os ponteiros para os blocos de dados de um arquivo são armazenados em uma estrutura de dados separada, chamada bloco de índice.

Método de Alocação Contígua

Um arquivo é armazenado em um conjunto de blocos sequenciais no disco, definido pelo endereço do primeiro bloco e seu tamanho.

Método de Alocação por Lista Encadeada

Cada bloco de um arquivo contém, além dos dados, um ponteiro para o próximo bloco da sequência.

Alocação Contígua vs. Indexada

Contígua: localização definida por endereço do primeiro bloco + tamanho. Indexada: localização definida por um bloco de índice com ponteiros.

Alocação Indexada vs. Lista Encadeada

Indexada: ponteiros centralizados em um bloco de índice. Lista Encadeada: ponteiros distribuídos em cada bloco de dados.

Método de gerenciamento de espaço livre ideal

Mapa de Bits, pois permite verificar rapidamente sequências de blocos livres adjacentes.

Desvantagem da Lista Encadeada

Não é ideal para encontrar blocos contíguos, conecta blocos livres espalhados.

Vantagem da Lista Encadeada

Alocação rápida (O(1)) ao pegar o primeiro elemento da lista.

Como funciona um Mapa de Bits?

Cada bloco do disco é representado por um bit: 0 = livre, 1 = ocupado, permitindo verificação rápida.

Atributo de arquivo NÃO gerenciado pelo kernel

Tipo de codificação de caracteres, tratado por aplicações.

Metadados de arquivo gerenciados pelo kernel

Data/hora de acesso, permissões, ID do proprietário, tamanho, localização dos blocos.

Função do diretório-raiz (/)

Servir como ponto de partida para busca e referência de arquivos no sistema.

O diretório-raiz armazena apenas arquivos de sistema?

Não. É o ponto de partida, não exclusivo para arquivos de sistema.

O diretório-raiz contém backup de i-nodes?

Não. É apenas o topo da árvore de diretórios.

Método de alocação contígua é eficiente para

Alta velocidade de leitura sequencial devido aos blocos adjacentes.

Desvantagem da alocação contígua

Fragmentação externa, surgindo "buracos" que não podem ser usados.

Alocação contígua permite fácil expansão?

Não, expande exigindo realocação se não houver espaço adjacente.

O que é um i-node?

Estrutura que contém todos os metadados e ponteiros de blocos de um arquivo.

O i-node contém o nome do arquivo?

Não. O nome está na entrada do diretório que aponta para o i-node.

Conteúdo do i-node

Metadados e ponteiros para os blocos de dados do arquivo.

Relação entre entrada de diretório e i-node

Entrada contém o nome do arquivo e um número que referencia o i-node.

Papel da extensão do nome do arquivo

Convenção opcional usada por aplicações, não pelo kernel.

Extensão do arquivo define o tamanho máximo?

Não. Tamanho é definido pelo sistema de arquivos.

Extensão em todos os sistemas de arquivos?

Não. É uma convenção, especialmente em sistemas UNIX/Linux.

Kernel utiliza a extensão para determinar permissões de acesso?

Não. Permissões são armazenadas nos metadados.

Alocação contígua tem leitura sequencial rápida por que?

Blocos adjacentes minimizam movimento da cabeça de leitura.

i-node não armazena o nome do arquivo para

Permitir múltiplas entradas de diretório apontando para o mesmo i-node.

Mapa de Bits é melhor para encontrar blocos contíguos porque

Permite varredura sequencial e identificação de padrões de bits.

Passos para acessar um arquivo pelo caminho absoluto /users/ana/docs/trabalho.txt

Começar no diretório-raiz, localizar diretórios sequencialmente até o arquivo.

DMA e interrupções

DMA transfere dados sem a CPU e gera interrupção quando conclui.

Drivers de dispositivo e tratadores de interrupção

Drivers iniciam E/S e tratadores processam interrupções após finalização.

Camada Independente de Dispositivo e Drivers

Camada fornece interface uniforme; drivers traduzem chamadas em comandos do hardware.

RAID 5

Distribui dados e a paridade entre todos os discos.

Em alocação por lista encadeada, cada bloco contém

Dados e um ponteiro para o próximo bloco.

O i-node contém metadados, mas não

O nome do arquivo.

Dispositivos de bloco vs. caractere

Bloco permite acesso aleatório; caractere opera com fluxo sequencial.

Qual RAID escolher para máximo desempenho sem perda de dados?

RAID 0 (striping sem paridade).

Qual RAID escolher para máxima redundância sacrificando 50% da capacidade?

RAID 1 (espelhamento/mirroring).

Fita magnética é considerado dispositivo de caractere porque

Acesso é predominantemente sequencial sem acesso aleatório eficiente.