Sistemas de Arquivos, Diretórios e Escalonamento de Disco

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Texto extraído do video Introdução a Conceitos de Computação - Arquivos (LIBRAS)

Olá, alunas e alunas do curso de Introdução Concentre de Computação.
Nesta videóloga, eu vou estar falando de arquivos.
Eu estou mencionando o que são os sistemas de arquivos, os tipos de arquivos e acessos, a estrutura de diretores e o escalonamento de disco.
Bom, inicialmente vamos deixar claro que a divisão, a clara que a divisão entre a imó é principal e a imória secundária.
Então, na memória principal, nós temos os programas ativos e dados que são mantidos enquanto estiverem uso.
Então, é um amor evoláctico, ou seja, você diz que o gol você é é de que está lá.
A memória secundária não é um oláctico, então você tem um armamento, um armazenamento, tendo a ter nabente de dados nesse tipo de memória.
O dispositivo de memória secundária mais amplamente utilizado é o disco magnético.
Então, isso cuitando o conceito dos discos listos que temos nos gabinete dos computadores, quantos discos cortates que podem ser movidos facilmente entre computadores.
Bom, um arquivo, ele é a coleção de dados, a coleção ameaada de dados usada para organizar a memória secundária.
O sistema de arquivos é a visão lógica do sistema operacional dos arquivos que ele gera em si.
Então, é uma maneira lógica de systemes operacionais, em chgar os arquivos que ele está gerenciando.
O diretor, ele vai representar um grupo de arquivos com determinado nome.
Então, do ponto de vista pulso, um arquivo é a menor quantia de dados que pode ser escrito em memória secundária.
É organizar tudo em arquivo, permite uma visão mais uniforme para esse armazenamento de dados.
O sistema de arquivos é a parte do sistema operacional mais visível ao usuário, seja, por tanto, em sistemas que tem um janelinhas e ícones para você usar, quanto através do acesso via terminal.
Os arquivos do sistema operacional são manipulados por meio de chamadas, a system calls, ao sistema operacional.
Nesse caso, a interface entre o processo e o sistema operacional é formado por essas chamadas de sistemas, que são instruções escritas em linguagem em Assemble.
Em geral, a gente pode categorizar ela em cinco tipos.
Nós temos as chamadas de sistemas relacionadas a controle de processos, a manipulação de arquivos, a manipulação de dispositivos, a manutenção de informação e com a inicação.
O sistema operacional, então, ele vai auxiria na execução de diversas operações com arquivos.
Você vai poder criar, excluir, abrir, fechar, ler dados de arquivos, escrever dados de arquivos, reposicional, ponteiro corrente, em um determinado posição do arquivo, incluir dados ao final, truncar ou apagar o conteúdo do arquivo, renomear o arquivo, copiar o arquivo.
E, já em quando vocês começarem a aprender a linguagens de programação, vocês vão fazer código, sp restamente, acessarem em manipular em arquivos executando esse tipo de operação.
Os tipos de arquivos e acesso, nós temos o arquivo texto, que contém caracteres, o arquivo binário, que contém dados informados específicos, exigindo uma interpretação especial de seus bits.
Então, nesse caso, nós vamos ter tipos de arquivos especificados por esses bits, que vão dar tipos específicos de informações contido em um arquivo.
Então, nós vamos ter arquivos que são imagens, nós vamos ter arquivos de som, e a extensão de um arquivo, ela é parte de um nome, de um arquivo que indicou tipo.
Então, nós temos o SVG, PDF ou DT.
Só que a extensão é, é meramente, uma indicação do que o arquivo contém.
Você pode nomear o arquivo, do jeito que você quiser, desde que você utiliza os caracteres permitidos pelo seu sistema operacional.
Você pode, inclusive, pegar um arquivo PDF e colocar neirou uma extensão BIF.
Não tem problema nenhum, porque alterar a extensão, ela não vai dar os dados que estão nesse arquivo.
É o formato interno desse arquivo.
Bom, em termos de acesso, nós temos o acesso sequencial arquivo.
Então, os dados em um arquivo são acessados de forma linear.
O que significa isso? Considerando que eu estou apontando para um determinado campo do meu arquivo, eu posso sequencialmente, a grosso modo falando da quilinha, varreu o meu arquivo numa direção, a partir de onde eu estava, nesse caso descendo, ou poderia subir nessa varradura sequencial que estou fazendo no meu arquivo.
Já o acesso direto ao arquivo, você tem os dados em um arquivo sendo acessado de uma maneira mais direta, porque você tem número de óticos de registritos que podem ser especificados.
Então, isso permite, por exemplo, que você vem aqui embaixo, onde você tem esse número lógico de registro, como se é um ponto nesse exemplo aqui, 13, depois você pula para 2, depois você volta para 8.
E você está fazendo esse acesso, então, de uma maneira direta, a partir dessa estrutura de número de lógicos de registro.
Falando agora sobre diretores, a árvore de diretores, ela é uma estrutura mostrando a organização, a ininada de diretor, o sistema de arquivo.
Então, ela é uma estruturação que você utiliza para organizar os arquivos.
E, nesse estruturação, você vai seguir a estrutura de uma árvore, a gente vai ver um exemplo já já, onde você tem um diretor raiz, que é um nível mais alto no qual todos os outros estão contidos.
Como que se dá isso? Se esse exemplo deixa isso bem claro, que serve que nós seguimos uma estrutura em árvore.
Essa estrutura em árvore, ela tem aqui esse ponto, esse no raiz, esse diretório raiz.
E a partir daqui, você tem esse subdiretório, outros subdiretórios e os arquivos.
Observe que, apesar de ser um estrutura em árvore, e nada impede que você tenha, por exemplo, um atario, que tem aqui uma sequência de arquivos de documentos.
E eu tenho um atario desse arquivo aqui, que me permite sair daqui, acessar diretamente esse arquivo que está em outro diretório.
Em diretório, temos conceito de caminho absoluto e relativo.
O caminho absoluto, ele inicia na raiz, e ele com todos os subdiretórios sucessivos.
Estatocid de um caminho único, e ele funciona independente do diretório corrente.
Então, você está dando um diretório que vem da raiz, você dependendo se você está em unix ou Linux ou, e o Windows, você vai ter essa questão da inversão de barra, principalmente quando você está fazendo acesso a via terminal.
O caminho é ativo, ele considera um diretório corrente.
O usuário vai dizer um diretório como esteja crescendo um diretório corrente.
E os caminhos não iniciados no diretório raiz passam a ser considerados em relação ao diretório corrente.
Uma outra maneira de você identificar diretório corrente, diretório interior ou corrente, é trazer.
Quando você está em terminais, por exemplo, usando ponto e dois pontos.
Bom, vamos falar agora de escalonamento de disco.
No caso de disco, o mais importante dispositivo de hardware usado com o memória secundária, como eu já falei, é a unidade de disco magnético.
Então, você tem sistemas de arquivos alasenados nas asumidades que devem ser acessados de uma forma eficiente.
Só que você vai precisar dos escalonamentos de disco, que é técnica, uma técnica que o sistema operacional usa para determinar quais de aquisições atender primeiro.
Por quê? Porque transferir dados para a memória D e para a memória secundária é um gargalo do sistema computacional.
Por quê? Porque a velocidade da CPU e a velocidade de acesso à memória principal são muito maiores que a velocidade que você tem para fazer transferência de dados, a partir da memória secundária seja para enviar, seja como para receber, porque é o caso do disco magnético.
Então, nesse contexto, para a gente entender o escalonamento de disco, vamos definir aqui a trilha, como sendo um circo concentro com nosso perfil de um disco e temos o setor, que é uma seção de uma trilha.
Além disso, temos o bloco que seria a informação amazenada em um setor.
Então, nós estamos procurando essa informação.
Bom, para isso, você vai ter, para você fazer essa busca, você vai ter um tempo de busca, o tempo para que a cabeça de leitura e gravação esteja posicionado sobre a trilha especificada.
E aí, temos também a ideia de latência, que vai ser o tempo para que o setor especificado esteja em posição sobre a cabeça de leitura e gravação.
O que isso vai fazer? Isso vai fazer com que você tenha um conceito de tempo de acesso, que é um tempo para que um bloco comece acelido.
Esse tempo, ele vai ser definido pela soma de tempo de busca, do tempo de busca e do tempo de latência.
Dessa forma, nós ainda precisamos considerar que temos esse tempo e uma vez, temos a taxa de transferência, que a taxa na caldada se move indítica para memória.
O cilindro, nesse contexto, ele é o conjunto de trilhas concentricas em todas as superfícies.
Bom, assim a unidade de disco pode ter uma série de, então, onde que surge essa questão do escalonamento? Você vai ter, na unidade de disco, uma série de riquezações pendentes.
Só que em disco, ele pode ter milhares de cilindros.
Então, vamos ilustar isso com um exemplo onde a gente considera só 110 cilindros com as riquezações pendentes no cilindro 49, 91, 22, 61, 7, 2, 33, 35.
Então, suponha que a cabeça de leite descrita no momento atual, esteja no cilindro 26.
Para onde eu vou? Eu vou para 22, eu vou para 61, eu vou para 33, para onde eu vou.
Que estratégia eu uso para conseguir atender mais rapidamente essas riquezações.
Bom, como só para passar uma ideia aqui nessa disciplina, uma forma de você fazer isso é o escalonamento de disco, primeiro a chegar, primeiro a atendido.
Então, a primeira riquezação a chegar será a primeira ser atendida.
Nesse exemplo que nós temos, se nós estamos em 26, bom, a primeira que chegou foi 49, vou para lá, a próxima era 91, vou para lá, depois 22, volta para cá.
Então, observe que não necessariamente isso vai ser eficiente, dependendo da configuração de refizições que você tem.
Podemos então apelar para um escalonamento de disco baseado no menor tempo de busca, primeiro.
O que significa que isso? Eu vou mover as cabeças à mínima quantidade necessária para atender qualquer requisição pendente.
Então, por exemplo, estando em 26, eu vou mais próximo, é 22.
Um mais próximo de 22 é 33.
Um mais próximo de 33, 35.
Opa, um e set está ficando para trás.
É, porque de 35 eu vou para 49.
Então, uma maneira, também, uma outra estratégia, para fazer esse escalonamento por varrido, é o escalonamento por varrido de disco.
Nesse caso, algoritmo, ele vai trabalhar usando a ideia do elevador.
Então, o elevador vai para cima e ele vai para baixo.
No caso da leitura, na cabeça de leitura, você vai mover ela na direção do selinho, ou para fora da direção do selinho.
Como seria isso? As cabeças de leito descrita vão em direção ao eixo depois para fora em direção à borda do prato.
Uma vez que chega na borda, volta em direção ao eixo e assim sucessivamente.
O que acontece é o que acontece da o nome de varrido de disco.
No exemplo, se a gente estava em 26 e assumindo que essa dinâmica de ida e vinda está no passo que ele estaria indo em direção.
A varrido de estaria acontecendo em direção aos menores valores.
Eu iria de 26 para 22, de 22 para 7, de 7 para 1, depois voltaria para 33, de 33 para 35, e assim sucessivamente.
Com isso, tivemos uma noção da ideia de como o sistema operacional lida com o arquivo através da noção de sistemas de arquivo e quando a gente faz os processos relacionados a isso, quando a gente precisa buscar informação em memória secundária, então vimos alguns metros de descalodamento indístico.
Com isso, nós fechamos essa parte de sistema operacional.
Espero que vocês tenham uma aproveitada.