O que é e para que serve um sistema de arquivos?

Questionário SO

O que é e para que serve um sistema de arquivos?

 Um sistema de arquivos é a forma de organização de dados em algum meio de armazenamento de dados em massa, geralmente feito em discos magnéticos. Ele controla como os dados são armazenados e recuperados, possibilitando ao sistema operacional decodificar os dados armazenados e lê-los ou gravá-los. Sem um sistema de arquivos, as informações colocadas em um meio de armazenamento seriam um grande corpo de dados, sem nenhuma maneira de dizer onde uma parte da informação termina e a próxima começa. Ao separar os dados em pedaços e dar um nome a cada um, a informação é facilmente isolada e identificada. Tomando seu nome a partir do modo como os sistemas de informação baseados em papel são nomeados, cada grupo de dados é chamado de arquivo. A estrutura e as regras lógicas usadas para gerenciar os grupos de informações e seus nomes são chamadas de "sistema de arquivos". Existem muitos tipos diferentes de sistemas de arquivos. Cada um tem estrutura e lógica diferentes, propriedades de velocidade, flexibilidade, segurança, tamanho e muito mais. Os sistemas de arquivos podem ser usados ​​em vários tipos diferentes de dispositivos de armazenamento que usam diferentes tipos de mídia. O dispositivo de armazenamento mais comum é uma unidade de disco rígido. Outros tipos de mídia usados ​​incluem memória flash, fitas magnéticas e discos ópticos.

Como funciona a nomeação de arquivos?

Um arquivo é um mecanismo de abstração. Ele fornece uma maneira para armazenar informações sobre o disco e lê-las depois. Isso deve ser feito de tal modo que isole o usuário dos detalhes de como e onde as informações estão armazenadas, e como os discos realmente funcionam. É provável que a característica mais importante de qualquer mecanismo de abstração seja a maneira como os objetos que estão sendo gerenciados são nomeados; portanto, começaremos nosso exame dos sistemas de arquivos com o assunto da nomeação de arquivos. Quando um processo cria um arquivo, ele lhe dá um nome. Quando o processo é concluído, o arquivo continua a existir e pode ser acessado por outros processos usando o seu nome. As regras exatas para a nomeação de arquivos variam de certa maneira de sistema para sistema, mas todos os sistemas operacionais atuais permitem cadeias de uma a oito letras como nomes de arquivos legais.

Como um arquivo é estruturado?

Arquivos podem ser estruturados de várias maneiras, as três principais são a sequência de bytes, sequência de registro e arvores.

Um sistema operacional tratando arquivos como nada mais que sequências de bytes oferece a máxima flexibilidade. Programas de usuários podem colocar qualquer coisa que eles quiserem em seus arquivos e nomeá-los do jeito que acharem conveniente. O sistema operacional não ajuda, mas também não interfere. Já na maneira de sequência de registro, um arquivo é uma sequência de tamanho fixo, cada um com alguma estrutura interna. O fundamental para que um arquivo seja uma sequência de registros é a ideia de que a operação de leitura retorna um registro e a operação de escrita sobrepõe ou anexa um registro. O terceiro tipo de estrutura de arquivo é o de arvore. Nessa organização, um arquivo consiste em uma árvore de registros, não necessariamente todos do mesmo tamanho, cada um contendo um campo chave em uma posição fixa no registro. A árvore é ordenada no campo chave, a fim de permitir uma busca rápida por uma chave específica.

Descreva as operações que podem ser realizadas em um arquivo

Arquivos existem para armazenar informações e permitir que elas sejam recuperadas depois. Sistemas diferentes proporcionam operações diferentes para permitir armazenamento e recuperação. A seguir uma discussão das chamadas de sistema mais comuns relativas a arquivos.

1. Create. O arquivo é criado sem dados. A finalidade dessa chamada é anunciar que o arquivo está vindo e estabelecer alguns dos atributos.

2. Delete. Quando o arquivo não é mais necessário, ele tem de ser removido para liberar espaço para o disco. Há sempre uma chamada de sistema para essa finalidade.

3. Open. Antes de usar um arquivo, um processo precisa abri-lo. A finalidade da chamada open é permitir que o sistema busque os atributos e lista de endereços do disco para a memória principal a fim de tornar mais rápido o acesso em chamadas posteriores.

4. Close. Quando todos os acessos são concluídos, os atributos e endereços de disco não são mais necessários, então o arquivo deve ser fechado para liberar espaço da tabela interna. Muitos sistemas encorajam isso impondo um número máximo de arquivos abertos em processos. Um disco é escrito em blocos, e o fechamento de um arquivo força a escrita do último bloco dele, mesmo que não esteja inteiramente cheio ainda.

5. Read. Dados são lidos do arquivo. Em geral, os bytes vêm da posição atual. Quem fez a chamada deve especificar a quantidade de dados necessária e também fornecer um buffer para colocá-los.

6. Write. Dados são escritos para o arquivo de novo, normalmente na posição atual. Se a posição atual for o final do arquivo, seu tamanho aumentará. Se estiver no meio do arquivo, os dados existentes serão sobrescritos e perdidos para sempre.

7. Append. Essa chamada é uma forma restrita de write. Ela pode acrescentar dados somente para o final do arquivo. Sistemas que fornecem um conjunto mínimo de chamadas do sistema raramente têm append, mas muitos sistemas fornecem múltiplas maneiras de fazer a mesma coisa, e esses às vezes têm append.