Um sistema operacional gerencia um sistema de arquivos organizando e mantendo os dados em um dispositivo de armazenamento. O sistema de arquivos atua como intermediário entre o usuário ou aplicativos e o dispositivo de armazenamento físico, fornecendo uma visão lógica dos dados e gerenciando a alocação e o acesso de dados no dispositivo de armazenamento. Aqui estão os principais componentes e conceitos envolvidos em como um sistema operacional gerencia um sistema de arquivos:
1.
Estrutura do sistema de arquivos :o sistema de arquivos organiza os dados em uma estrutura hierárquica, com diretórios (ou pastas) e arquivos. O diretório raiz é o diretório de nível superior e subdiretórios podem ser criados dentro de diretórios para organizar ainda mais os arquivos.
2.
Tabela de Alocação de Arquivos (FAT) ou
Inodes :para acompanhar a localização dos dados no dispositivo de armazenamento, o sistema de arquivos usa estruturas de dados como Tabela de Alocação de Arquivos (FAT) ou Inodes. Essas estruturas de dados armazenam informações sobre onde cada arquivo está localizado no dispositivo de armazenamento, incluindo o endereço do bloco inicial e o número de blocos usados pelo arquivo.
3.
Metadados :cada arquivo e diretório no sistema de arquivos possui metadados associados que fornecem informações sobre o arquivo, como nome, tamanho, data de criação, proprietário e permissões. O sistema operacional mantém e atualiza esses metadados para acompanhar as propriedades e o status dos arquivos e diretórios.
4.
Operações de diretório :o sistema de arquivos fornece operações para criar, excluir e renomear diretórios, bem como mover arquivos e diretórios dentro da hierarquia do sistema de arquivos. Essas operações são gerenciadas pelo sistema operacional e envolvem a atualização das estruturas de dados apropriadas para refletir as alterações.
5.
Operações de arquivo :o sistema de arquivos oferece suporte a várias operações de arquivo, incluindo criação, exclusão, leitura e gravação de arquivos. Quando um arquivo é criado, o sistema operacional aloca espaço no dispositivo de armazenamento e atualiza as estruturas de dados relevantes para indicar a localização do arquivo. As operações de leitura e gravação envolvem a recuperação ou armazenamento de dados de e para o local especificado no dispositivo de armazenamento.
6.
Controle de acesso :o sistema operacional gerencia o acesso do usuário a arquivos e diretórios por meio de mecanismos de controle de acesso. Isso envolve definir permissões para arquivos e diretórios, especificando quais usuários ou grupos têm direitos de acesso específicos, como permissões de leitura, gravação ou execução. O sistema operacional impõe essas permissões para garantir a segurança e integridade dos dados.
7.
Agendamento de disco :quando várias solicitações de leitura/gravação são feitas ao dispositivo de armazenamento, o sistema operacional usa algoritmos de agendamento de disco para otimizar a ordem das solicitações para melhorar o desempenho e minimizar os tempos de espera. Diferentes algoritmos, como First-Come-First-Served (FCFS), Shortest Seek Time First (SSTF) ou SCAN, são usados para determinar a sequência de solicitações a serem atendidas.
8.
Tratamento de erros :o sistema de arquivos inclui mecanismos para detectar e tratar erros que podem ocorrer durante as operações do sistema de arquivos, como erros de leitura/gravação de disco ou falhas de energia. O sistema operacional pode utilizar técnicas de redundância, como RAID (Redundant Array of Independent Disks), para proteção contra perda de dados em caso de falhas de disco.
No geral, o gerenciamento do sistema de arquivos do sistema operacional envolve a criação e manutenção da estrutura do sistema de arquivos, o gerenciamento da alocação de espaço de armazenamento para arquivos e diretórios, o tratamento de operações de arquivos e diretórios, a aplicação do controle de acesso, a otimização do acesso ao disco e a garantia da confiabilidade e integridade dos dados.
