INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE TIERRA BLANCA
INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES COMPUTACIONALES L.I. ANGELITA VENTURA SÁNCHEZ SISTEMAS OPERATIVOS
UNIDAD V: SISTEMA DE ARCHIVOS
JOSÉ ERNESTO CASTRO CHÁVEZ
TIERRA BLANCA, VERACRUZ; 29 DE SEPTIEMBRE DE 2012 ÍNDICE ÍNDICE....... ............... ................ ............... ............... ................ ................ ............... ............... ................ ............... ............... .............. .......... ........ ........ ....... ... 2 INTRODUCCIÓN INTRODUCCI ÓN....... ............... ................ ................ ............... ............... ................ ............... ............... ................ ............. ......... ........ ........ ........ ......2 UNIDAD 5: SISTEMA DE ARCHIVOS....... ............... ................ ................ ............... ............... ................ ............... ............. ......... ... 3 5.1 CONCEPTO........................... CONCEPTO...................................................... .................................................................. ........................................... .... 3 5.2 NOCIÓN DE ARCHIVO REAL Y VIRTUAL. VIRTUAL......... ............... ............... ................ ............... ............... ............. ........ ... 5 5.3 COMPONENTES DE UN SISTEMA DE ARCHIVOS......... ARCHIVOS. ............... ............... ................ ............. ......... ......5 5.4 ORGANIZACIÓN LÓGICA Y FÍSICA........................... FÍSICA.............................................................. .....................................7 5.5 MECANISMOS DE ACCESO A LOS ARCHIVOS......... ARCHIVOS................. ............... ............. .......... ........ ........ ...... .. 13 5.6 MANEJO DE ESPACIO EN MEMORIA SECUNDARIA..................................... SECUNDARIA. ....................................15 15 5.7 MODELO JERÁRQUICO......................... JERÁRQUICO.................................................... ................................................ .......................... ..... 16 5.8 MECANISMOS DE RECUPERACIÓN EN CASO DE FALLA............................. FALLA. ............................18 18 CONCLUSIÓN CONCLUSIÓ N....... ............... ................ ............... ............... ................ ................ ............... ............... ................ ............... ............... ............ ........ ......20
INTRODUCCIÓN Anteriormente Anteriormente para poder acceder a un archivo almacenado almacenado en nuestro sistema operativo operativo (MS-DOS), se necesitaba necesitaba una serie de comandos indicando indicando palabra por palabra hasta llegar a la dirección en donde este se encontraba.
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Con la evolución de la interfaz gráfica, fue posible hacerlo de forma más rápida, pero pero esto esto no nece necesar sariam iamen ente te quier quiere e decir decir que nuest nuestro ro sistem sistema a no busqu busque e dirección por dirección nuestros archivos.
De manera muy interna, el sistema operativo se encarga de acceder, crear, borrar, copiar, y llevar a cabo cualquier otra operación que le sea posible.
Es lo que en este reporte se tratará de explicar brevemente los procesos que nuestro sistema operativo lleva a cabo para administrar nuestros archivos.
UNIDAD 5: SISTEMA DE ARCHIVOS 5.1 CONCEPTO. Un “Archivo” es un conjunto de registros relacionados. El “Sistema “Sistema de Archivos” Archivos” es un componente importante de un S. O. y suele contener
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“Métodos de acceso” relacionados con la manera de acceder a los datos almacenados en archivos. “Administración de archivos” referida a la provisión de mecanismos para que que los los arch archiv ivos os sean sean alma almace cena nado dos, s, refe refere renc ncia iado dos, s, comp compar arti tido dos s y asegurados. “Administración del almacenamiento auxiliar” para la asignación de espacio a los archivos en los dispositivos de almacenamiento secundario. “Integridad del archivo” para garantizar la integridad de la información del archivo.
El sistema de archivos está relacionado especialmente con la administración del espa espac cio de almace macena nami mie ento nto sec secund undari ario, fund funda ament menta almen lmentte con el almacenamiento de disco. Una forma de organización de un sistema de archivos puede ser la siguiente: •
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Se utiliz utiliza a una una “raíz” para para indic indicar ar en qué qué parte parte del del disco disco comie comienza nza el “directorio raíz” . El “directorio raíz” apunta a los “directorios de usuarios”. Un “directorio contiene ne una una entr entrada ada para cada cada uno uno de los “directorio de usuario” usuario” contie archivos del usuario. Cada entrada de archivo apunta al lugar del disco donde está almacenado el archivo referenciado.
Los nombres de archivos solo necesitan ser únicos dentro de un directorio de usuario dado. El nombre del sistema para un archivo dado debe ser único para el sistema de archivos. En sistemas de archivo “jerárquicos” el nombre del sistema para un archivo suele estar formado como el “nombre de la trayectoria” del directorio raíz al archivo. Un Archivo es un conjunto de elementos de información relacionados entre si y que fueron definidos por su creador. Por lo general, los archivos representan datos y programas. Un archivo de datos puede ser numérico, alfabético o binario. Los archivos pueden ser de formato libre, como los archivos de texto, o pueden estar rigurosamente formateados. En general, un archivo es una secuencia de bits, bytes, líneas o registros cuyo significado es definido por el creador del archivo y por el usuario. Un archivo archivo se puede puede manipula manipularr como una unidad unidad mediant mediante e operaci operaciones ones tales como abrir, cerrar, crear, destruir, copiar, renombrar y listar. Los elementos de informac información ión individ individuale uales s que conform conforman an un archivo archivo se pueden pueden manipula manipularr con acciones tales como leer, escribir, modificar y eliminar.
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De acuerdo a las características y tipo de trabajo que se realicen sobre los archivos, estos pueden caracterizarse por su: Volatilidad, Volatilidad, Actividad y Tamaño.
Volatilidad. Se refiere a la frecuencia con la que se inserta o elimina información.
Actividad. Se refiere al porcentaje de los elementos de información de un archivo al que se tuvo acceso en un periodo de tiempo dado.
Tamaño. Se refiere a la cantidad de información que conforma el archivo.
Concepto de Sistema de archivos Son Son los algori algoritmo tmos s y estruc estructur turas as lógica lógicas s utili utiliza zadas das para para poder poder accede accederr a la información que tenemos en el disco. Cada uno de los sistemas operativos crea estas estas estru estruct ctura uras s y logar logarit itmos mos de difer diferen ente te manera manera indep independ endie iente ntemen mente te del del hardware.
5.2 NOCIÓN DE ARCHIVO REAL Y VIRTUAL. archiv ivo o de uso uso temp tempor oral al que que es util utiliz izad ado o por por los los Un archiv archivo o virtua virtuall es un arch proce procesos sos del del siste sistema ma mientr mientras as se están están ejecu ejecutan tando do dicho dichos s proce procesos sos.. Estos Estos arch archiv ivos os se crea crean n dura durant nte e la ejec ejecuc ució ión n de un sist sistem ema a y los los util utiliz iza a para para el almacenamiento de información, intercambio y organización mientras se ejecuta el sistema ,su tamaño es muy variable y terminan al detener la ejecución del sistema, muchos de ellos son borrados, por ejemplo, los archivos *.tmp. Se le conoce como archivo virtual, aquel que contiene los datos generados por el usuario. objeto o que conti contien ene e progra programas mas,, datos datos o cualqu cualquier ier otro otro Archivo Archivo Real: Es un objet elemento. Un archivo se muestra de manera real, en la información del espacio que ocupa en un disco duro o sistema de almacenamiento, en otras palabras su tamaño en bytes.
5.3 COMPONENTES DE UN SISTEMA DE ARCHIVOS. Lo conforman todas aquellas rutinas encargadas de administrar todos los aspectos relacionados con el manejo de Archivos.
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En UNIX se define un File System como un sistema de software dedicado a la creación, destrucción, organización y lectura, escritura y control de acceso de los archiv archivos, os, funcio funciona nalme lment nte e los compo compone nent ntes es de un siste sistema ma de archiv archivos os son len lenguajes ajes de coman mandos, os, int interp erpret retador ador de comand mandos os,, man manejad jador del almac almacen enami amient ento o secund secundari ario, o, siste sistema ma de entra entrada da y salida salida y mecani mecanismo smos s de respaldo y recuperación. En general, un Sistema de Archivos está compuesto por: Métodos De Acceso, Administración Administración De Archivos, Administración Administración De Almacenamiento Almacenamiento Secundario, Mecanismos De Integridad. Métodos De Acceso. Se ocupan de la manera en que se tendrá acceso a la información almacenada en el archivo. Ejemplo: Secuencial, Directo, indexado, etc. ocupa a de ofre ofrece cerr los los meca mecani nism smos os para para Admini Administr straci ación ón De Archivos rchivos.. Se ocup almacenar, compartir y asegurar archivos, así como para hacer referencia a ellos.
Administración De Almacenamiento Secundario. Se ocupa de asignar espacio para los archivos en los dispositivos de almacenamiento secundario.
Mecanismos De Integridad. Se ocupan de garantizar que no se corrompa la información de un archivo, de tal manera que solo la información que deba estar en el, se encuentre ahí. Contie iene ne las las dife difere rent ntes es ruti rutina nas s y Mecani Mec anismo smoss de Organi Organizaci zación ón Lógica Lógica.. Cont coman comando dos s a travé través s de los cuale cuales s el usuar usuario io podrá podrá estru estructu cturar rar sus archi archivo vos s virtuales. Convierte te los identifi identificado cadores res simbólic simbólicos os de los Directorio de Identificadores. Convier archivos en identificadores internos, los cuales apuntarán a su descriptor o a una estructura que permite encontrar el archivo.
Sistemas Teóricos de Archivos. Su objetivo es el de activar y desactivar a través de las rutinas de abrir y cerrar archivos y verifica el modo de acceso. Traslad ada a las direcc direccion iones es lógic lógicas as en Mecani Mec anismo smoss de Organi Organizaci zación ón Física Física.. Trasl direcciones físicas correspondientes a las estructuras de memoria secundaria y los buffers en memoria principal necesarios para la transferencia de datos.
Mecanismos de E/S. Por cada petición de acceso al archivo real, este mecanismo genera genera la secuenc secuencia ia de operaci operacione ones s elementa elementales les de entrada entrada y salida salida que se necesita. SCHEDULING E/S. En este nivel es donde se tiene el número de peticiones pendientes pendientes así como de las que se están realizando y lleva el control y asignación de tiempo de CPU a las diferentes peticiones de E/S.
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5.4 ORGANIZACIÓN LÓGICA Y FÍSICA. Se refi refier ere e a las las dife difere rent ntes es mane manera ras s en las las que que pued puede e ser ser orga organi niza zada da la información de los archivos, así como las diferentes maneras en que ésta puede ser accesada. Dado que hay 2 niveles de visión de los archivos (físico y lógico), se puede hablar también de 2 aspectos de organización de archivos: Organización de archivos lógicos y de archivos físicos.
DE ARCHIVOS LOGICOS. Contempla la organización desde el punto de vista lógico. Por ejemplo, secuencial, directo, etc. Contempla la la administ administrac ración ión de archivos archivos desde desde la DE ARCHIVOS ARCHIVOS FISICOS. FISICOS. Contemp perspectiva perspectiva física, particularmente particularmente la organización organización del almacenamiento almacenamiento en disco a nivel de pistas y sectores. El sistema de archivos está relacionado especialmente con la administración del espa espac cio de almace macena nami mie ento nto sec secund undari ario, fund funda ament menta almen lmentte con el almacenamiento de disco. Una forma de organización de un sistema de archivos puede ser la siguiente: •
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Se utiliz utiliza a una una “raíz” para para indic indicar ar en qué qué parte parte del del disco disco comie comienza nza el “directorio raíz” . El “directorio raíz” apunta a los “directorios de usuarios”. Un “directorio contiene ne una una entr entrada ada para cada cada uno uno de los “directorio de usuario” usuario” contie archivos del usuario.
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Cada entrada de archivo apunta al lugar del disco donde está almacenado el archivo referenciado.
Los nombres de archivos solo necesitan ser únicos dentro de un directorio de usuario dado. El nombre del sistema para un archivo dado debe ser único para el sistema de archivos. En sistemas de archivo “jerárquicos” el nombre del sistema para un archivo suele estar formado como el “nombre de la trayectoria” del directorio raíz al archivo.
Organización lógica. La mayoría de las computadoras organizan los archivos en jerarquías llamadas Cada carp carpeta eta puede puede conte contener ner un númer número o carpetas, carpetas, directorios directorios o catálogos. Cada arbit arbitrar rario io de archi archivo vos, s, y tambi también én pued puede e conte contener ner otras otras carpe carpetas tas.. Las Las otras otras carpetas pueden contener todavía más archivos y carpetas, y así sucesivamente, const construy ruyén éndos dose e un estru estructu ctura ra en árbol árbol en la que que una una «car «carpet peta a raíz» raíz» pued puede e contener cualquier cualquier número de niveles de otras carpetas y archivos. archivos. A las carpetas se les puede dar nombre exactamente igual que a los archivos (excepto para la carpeta raíz, que a menudo no tiene nombre). El uso de carpetas hace más fácil organizar los archivos de una manera lógica. La mayor parte de las estructuras de organizaciones alternativas de archivos se encuentran dentro de estas cinco categorías:
Pilas Es la forma más fácil de organizar un archivo. Los datos se recogen en el orden en que llegan. Su objetivo es simplemente acumular una masa de datos y guardarla. Los registros pueden tener campos diferentes o similares en un orden distinto. Cada campo debe ser autodescriptivo, incluyendo tanto un campo de nombre como el valor. valor. La longitud longitud de cada cada campo campo debe debe indicar indicarse se implícit implícitamen amente te con delimitadores, explícitamente incluidos como un subcampo más.
Archivos secuenciales Es la forma más común de estructura de archivos. Se emplea un formato fijo para los registros, son de la misma longitud y constan del mismo número de campos de tamaño fijo con un orden determinado.
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Se necesita almacenar los valores de cada campo; el nombre del campo y la longitud de cada uno son atributos de la estructura del archivo. Cada registro tiene un campo clave que lo identifica (generalmente es el primero de cada registro). Los registros se almacenan en secuencia por la clave. Se utilizan normalmente en aplicaciones de procesos por lotes, ya que es la única organización de archivos que se puede guardar tanto en cintas como en discos. La orga organi niza zaci ción ón físi física ca del del arch archiv ivo o en una una cint cinta a o disc disco o se corre orresp spon onde de exactamente con la organización lógica del archivo, por lo tanto el procedimiento habitual es ubicar los nuevos registros registros en un archivo de pila separado, es llamado archivo de registro o archivo de transacciones. Una alternat alternativa iva es organiza organizarr físicame físicamente nte el archivo archivo secuenc secuencial ial como como una lista lista enlazada, en cada bloque físico se almacena uno o más registros y cada bloque del del disco disco conti contien ene e un punte puntero ro al bloqu bloque e siguie siguiente nte.. La inser inserció ción n de un nuev nuevo o registro implica la manipulación de puntero, pero no requiere que el nuevo registro ocupe una posición particular del bloque físico.
Archivos secuenciales indexados Los Los regi regist stro ros s se orga organi niza zan n en una una secu secuen enci cia a basa basada da en un camp campo o clav clave e presentando dos características, un índice del archivo para soportar los accesos aleatorios y un archivo de desbordamiento. El índice proporciona una capacidad de búsq búsque ueda da para para llag llagar ar rápi rápida dame ment nte e al regi regist stro ro dese desead ado o y el arch archiv ivo o de desbordamiento desbordamiento es similar al archivo de registros usado en un archivo secuencial, secuencial, pero está integrado de forma que los archivos de desbordamiento se ubiquen siguiendo un puntero desde su registro predecesor. Cada registro del archivo principal tiene un campo adicional que es un puntero al archivo archivo de desbord desbordamie amiento. nto. Cuando Cuando se inserta inserta un nuevo nuevo registro registro al archivo, archivo, también se añade al archivo de desbordamiento. El registro del archivo principal que que prece precede de inmed inmediat iatame amente nte al nuev nuevo o regis registro tro segú según n la secu secuenc encia ia lógica lógica se actualiza con un puntero del registro nuevo en el archivo de desbordamiento, si el registro inmediatamente anterior está también en el archivo de desbordamiento se actualizará el puntero en el registro. Para Para procesar procesar secuenc secuencialm ialmente ente un archivo archivo completo completo los registro registros s del archivo archivo principal se procesarán en secuencia hasta encontrar un puntero al archivo de desbordamiento, el acceso continúa en el archivo de desbordamiento hasta que encuentra encuentra un puntero nulo, entonces renueva renueva el acceso donde se abandonó en el archivo principal.
Archivos indexados SISTEMAS OPERATIVOS
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A los registros se accede solo a través de sus índices. No hay restricción restricción en la ubicación de los registros, al menos un índice contiene un puntero a cada registro y pueden emplearse registros de longitud variable. Se suelen utilizar dos tipos de índices, uno exhaustivo que contiene una entrada para cada registro del archivo principal y se organiza como un archivo secuencial para facilitar la búsqueda, el otro índice es parcial que contiene entrada a los registros donde esté el campo de interés. Con Con regis registro tro de longi longitu tud d varia variable ble,, algun algunos os regis registro tros s no cont contend endrá rán n todos todos los campos y cuando se añade un registro al archivo principal, todos los archivos de índices deben actualizarse. Archivos Archivos directos o de dispersión dispersión Explotan la capacidad de los discos para acceder directamente a cualquier bloque de dirección conocida. Se requiere un campo clave en cada registro. Los archivos directos son muy usados donde se necesita un acceso muy rápido, donde se usan registros de longitud fija y donde siempre se accede a los registros de una vez. Organización física. Los datos son arreglados por su adyacencia física, es decir, de acuerdo con el dispositivo de almacenamiento secundario. Los registros son de tamaño fijo o de tamaño variable y pueden organizarse de varias formas para constituir archivos físicos.
Cinta magnética. En este dispositivo el archivo físico está formado por un conjunto de registros físicos, y los bloques están organizados en forma consecutiva, ya que se asigna en igual forma. Además tales registros registros puede contener etiquetas que permitan un mayor control sobre los datos almacenados, y son las siguientes: •
Etiqueta de volumen.- Contiene información que permite identificar la cinta, el nombre del propietario y cualquier información general requerida.
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Etiqueta de archivo.- Se utilizan por pares para indicar el inicio y fin del archivo archivo,, contien contiene e informac información ión acerca acerca del nombre nombre del archivo archivo,, fecha fecha de creación. Etiq Etique ueta ta de usua usuari rio. o.-- Sirv Sirven en para para guar guarda darr info inform rmac ació ión n adic adicio iona nall de importancia para el usuario; no son procesados por el sistema operativo.
Discos Magnéticos. El archivo físico en un disco es una colección de registros físicos de igual tamaño, los cuales pueden estar organizados en forma consecutiva, ligada o con una tabla de mapeo mapeo.. En la organ organiza izaci ción ón conti contigu gua, a, el archiv archivo o utili utiliza za regist registros ros físico físicos s contiguos, siguiendo la secuencia normal de direcciones. La organización encadenada consiste un conjunto de bloques, cada uno de los cuales tiene un campo destinado para indicar la dirección del siguiente registro, o sea, para lo que se ha llamado enlace o liga. Otra forma de organización es la tabla de mapeo que consiste en una tabla de apuntadores a los registros físicos que forman el archivo. La organización física de un archivo en el almacenamiento secundario depende de la estrategia de agrupación y de la estrategia de asignación de archivos.
METODOS DE ASIGNACION DE ESPACIO LIBRE Un método de asignación de espacio libre determina la manera en que un Sistema Operativo controla los lugares del disco que no están siendo ocupados. Para el contr control ol del espa espacio cio libre libre se puede puede utiliz utilizar ar como como base base algun alguno o de los método métodos s teóricos: Vector de Bits, Lista Ligada, Por Agrupación y por Contador.
VECTOR DE BITS Se tiene un arreglo de bits, el número de bits que tiene, representa cada sector del disco, o sea que si los sectores 10 y 11 están ocupados su representación será:
LISTA LIGADA SISTEMAS OPERATIVOS
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Existe una cabecera en la que se tiene la dirección del primer sector vacio, ese sector a su vez, tiene un apuntador al siguiente bloque, y así sucesivamente hasta que se encuentre una marca indicando que ya no hay espacio libre.
POR AGRUPACIÓN Es similar a la lista ligada, solo que en este se tiene por cada sector, un grupo de apun apunta tado dore res s a vari varios os espa espaci cios os vaci vacios os,, al fina finall de cada cada bloq bloque ue se tien tiene e un apuntador a otro grupo de apuntadores.
POR CONTADOR Aquí, por cada conjunto de bloques bloques contiguos que estén vacios, vacios, se tiene por cada apuntador, un número de inicio y el tamaño del grupo de sectores vacios.
MÉTODOS DE ASIGNACIÓN DE ESPACIO EN DISCO. Un método de asignación de espacio en disco determina la manera en que un Sistema Operativo controla los lugares del disco ocupados por cada archivo de datos. Se debe controlar básicamente la identificación del archivo, sector de inicio y sector final. Para el control del espacio ocupado en disco se puede utilizar como base alguno de los métodos teóricos: Asignación teóricos: Asignación Contigua, Asignación Asignación Ligada, Asignación Indexada.
ASIGNACIÓN CONTIGUA. Este Este métod método o cons consist iste e en asign asignar ar el espac espacio io en disco disco de tal manera manera que que las direcciones de todos los bloques correspondientes a un archivo definen un orden lineal.
VENTAJAS
DESVENTAJAS
- La cabeza de lectura no se mueve demasiado en la lectura de un archivo.
- Produce fragmentación externa.
ASIGNACIÓN LIGADA En este método, cada archivo es una lista ligada de bloques de disco. En el directorio hay un apuntador al bloque de inicio y un apuntador al bloque final para
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cada archivo. En cada uno de los bloques donde se encuentra un archivo hay un apuntador al siguiente bloque de la lista.
VENTAJAS -No produce produce fragmentación fragmentación externa.
DESVENTAJAS -La cabeza cabeza de lectura lectura se puede puede mover mover demasiado la lectura de un archivo. -Si -Si una lig liga se pier ierde, se perderá erá el archivo ivo completo. -Es ineficiente para la implementación de archivos directos. -Se necesita un campo extra
ASIGNACIÓN INDEXADA Como Como ya se vio, vio, la asign asignac ación ión ligada ligada resue resuelve lve proble problemas mas de fragme fragmenta ntació ción n externa, sin embargo, la asignación ligada no soporta eficientemente el acceso directo a los archivos. La asignación indexada resuelve este problema poniendo todos los apuntadores en una sola localidad: El bloque índice. Cada archivo tiene su bloque índice, El cual es un arreglo de direcciones de bloques de disco.
VENTAJAS • •
No produce fragmentación externa. Eficient Eficiente e para la implemen implementaci tación ón de archivos directos.
DESVENTAJAS •
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Existe desperdicio cuando hay archivos muy chicos. Desb Desbor orda dami mien ento to de bloq bloque ue índi índice ce.. (Sol (Soluc ució ión: n: crea creaci ción ón de un esqu esquem ema a ligado; el último bloque índice apunta a otro índice).
La i-ésima entrada en el bloque índice apunta al i-ésimo bloque que conforma el archivo. En el directorio se controla la dirección del bloque índice de cada.
5.5 MECANISMOS DE ACCESO A LOS ARCHIVOS. Acceso a un Archivo Los tipos de acceso más conocidos son:
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Acceso Secuencial: el proceso lee en orden todos los registros del archivo comenzando por el principio, sin poder:
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o
Saltar registros.
o
Leer en otro orden.
Acceso Aleatorio: el proceso puede leer los registros en cualquier orden utilizando dos métodos para determinar el punto de inicio de la lectura: o
o
Cada operación de lectura (read) da la posición en el archivo con la cual iniciar. Una Una oper operaci ación ón espec especia iall (seek (seek)) establ establece ece la posici posición ón de trabaj trabajo o pudiendo luego leerse el archivo secuencialmente.
Existen varios mecanismos para acceder los archivos: Directorios, descriptores de archivos, mecanismos de control de acceso y procedimientos para abrir y cerrar archivos. Descriptores de archivos. El descriptor de archivos o bloque de control de archivos es un bloque de control que contiene información que el sistema necesita para administrar un archivo. Es una estructura muy dependiente del sistema.
Puede incluir la siguiente información: • • • • • • •
Nombre simbólico del archivo. Localización del archivo en el almacenamiento secundario. Organización del archivo (método de organización y acceso). Tipo de dispositivo. Datos de control de acceso. Tipo (archivo de datos, programa objeto, programa fuente, etc.). Disposición (permanente contra temporal).
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• • • •
Fecha y tiempo de creación. Fecha de destrucción. Fecha de la última modificación. Suma de las actividades de acceso (número de lecturas, por ejemplo).
Los Los desc descri ript ptor ores es de arch archiv ivos os suel suelen en mant manten ener erse se en el alma almace cena nami mien ento to secundario; se pasan al almacenamiento primario al abrir el archivo. El descriptor de archivos es controlado por el sistema de archivos; el usuario puede no hacer referencia directa a él.
Mecanismo de control de acceso. Control de un sistema de información especializado en detectar los intentos de acceso, permitiendo el paso de las entidades autorizadas, y denegando el paso a todas las demás. Involucra medios técnicos y procedimientos operativos. Mecanismo que en función de la identificación ya autenticada permite acceder a datos o recursos. Los Directorios son utilizados por el sistema operativo para llevar un registro de los archivos que incluye el nombre, los atributos y las direcciones en disco donde se almacenan los datos del archivo referenciado. finalidad es Open (abrir): antes de utilizar un archivo, un proceso debe abrirlo. La finalidad permitir que el sistema traslade los atributos y la lista de direcciones en disco a la memoria principal para un rápido acceso en llamadas posteriores.
Close (cerrar): cuando concluyen los accesos, los atributos y direcciones del disco ya no son necesarios, por lo que el archivo debe cerrarse y liberar la tabla de espacio interno.
5.6 MANEJO DE ESPACIO EN MEMORIA SECUNDARIA. El sistema de archivos se ocupa primordialmente de administrar el espacio de almacenamiento secundario, sobre todo el espacio en disco. El manejo del espacio libre en disco se lleva a cabo de la siguiente manera: •
Vector de bits
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Lista ligada (lista libre)
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Por conteo (agrupación)
En la Memo Memori ria a Secu Secund ndar aria ia un arch archiv ivo o cons consta ta de un conj conjun unto to de bloq bloque ues s (correspondiente a la cantidad de información que se transfiere físicamente en cada operación de acceso (lectura o escritura).
Vector de bits. El espacio libre en disco es frecuentemente implementado como un mapa de bits, donde cada block es representado por un bit y si el bloc es libre el bit es cero de lo contrario está asignado.11000111.
Lista ligada. Una lista ligada de todos los blocks libres. Otra implantación se consigue guardando la dirección del primer block libre y el número de los blocks libres contiguos que le siguen. Cada entrada de la lista de espacio libre consiste de una dirección de disco y un contador (por conteo).
Por agrupación. Se almacena la dirección en n blocks libres en el primer block libre y el último contiene la dirección de otro block que contiene la dirección de otros blocks libres. Para manejar los espacios en disco existen los siguientes métodos: •
•
•
Contiguos. Esta asignación requiere que cada archivo ocupe un conjunto de direcciones contiguas en el disco, su asignación es definida por la dirección del primer bloc y la longitud del archivo. Ligados. Cada archivo es una lista ligada de blocks y el directorio contiene un apuntador al primer bloc y al último. Index Indexado ados. s. Cada Cada archivo archivo tiene tiene su propi propio o bloc bloc de índic índice e el cual es un arreglo de direcciones de bloc.
5.7 MODELO JERÁRQUICO. Directorios Generalmente son utilizados por los S. O. para llevar un registro de los archivos En muchos sistemas son a su vez también archivos.
Sistemas Jerárquicos de Directorios El directorio contiene un conjunto de datos por cada archivo referenciado.
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Una posibilidad es que el directorio contenga por cada archivo referenciado:
• • •
El nombre. Sus atributos. Las direcciones en disco donde se almacenan los datos.
Otra posibilidad es que cada entrada del directorio contenga: • •
El nombre del archivo. Un apuntador a otra estructura de datos donde se encuentran los atributos y las direcciones en disco.
Al abrir un archivo el S. O.: • • • •
Busca en su directorio el nombre del archivo. Extrae los atributos y direcciones en disco. Graba esta información en una tabla de memoria real. Todas las referencias subsecuentes al archivo utilizarán la información de la memoria principal.
El número y organización de directorios varía de sistema en sistema: •
Directorio único: el sistema tiene un solo directorio con todos los archivos de todos los usuarios.
•
Un directorio por usuario: el sistema habilita un solo directorio por cada usuario.
•
Un árbol de directorios por usuario: el sistema permite que cada usuario tenga tantos directorios como necesite, respetando una jerarquía general.
Directorios El directorio contiene un conjunto de datos por cada archivo referenciado. Una posibilidad es que el directorio contenga por cada archivo referenciado: • • •
El nombre. Sus atributos. Las direcciones en disco donde se almacenan los datos.
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Otra posibilidad es que cada entrada del directorio contenga: • •
El nombre del archivo. Un apuntador a otra estructura de datos donde se encuentran los atributos y las, direcciones en disco.
Al abrir un archivo el S. O.: • • • •
Busca en su directorio el nombre del archivo. Extrae los atributos y direcciones en disco. Graba esta información en una tabla de memoria real. Todas las referencias subsecuentes al archivo utilizarán la información de la memoria principal.
El número y organización de directorios varía de sistema en sistema: •
Directorio único: el sistema tiene un solo directorio con todos los archivos de todos los usuarios.
•
Un directorio por usuario: el sistema habilita un solo directorio por cada usuario.
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Un árbol de directorios por usuario: el sistema permite que cada usuario tenga tantos directorios como necesite, respetando una jerarquía general.
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5.8 MECANISMOS DE RECUPERACIÓN EN CASO DE FALLA. Debido a que los archivos se mantienen tanto en memoria principal como en el disco, debemos asegurarnos de que un fallo del sistema no dé por resultado la perdida de datos o inconsistencia en los mismos. La destrucción de la información, ya sea accidental o intencional, es una realidad y tiene distintas causas:
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Fallas de hardware y de software
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Fenómenos meteorológicos atmosféricos
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Fallas en el suministro de energía
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Incendios e inundaciones
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Robos, vandalismo (incluso terrorismo)
Esta posible destrucción de la información debe ser tenida en cuenta por: •
Los sistemas operativos en general
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Los sistemas de archivos en particular
Recuperación Los archivos y directorios se mantienen tanto en memoria principal como en disco, y debe tener. Se cuidado para que los fallos del sistema no provoquen una pérdida de datos o una incoherencia en los mismos.
Comprobación de coherencia. Parte de la información de directorios se almacena en la memoria principal (o en caché) para acelerar el acceso. La información de directorios en11a memoria principal está, generalmente, más actualizada actualizada que la correspondiente correspondiente información en el disco, porque la información de directorios almacenada en caché no se escribe necesariamente en el disco nada más producirse la actualización. Consi Consider dere, e, enton entonce ces, s, el posi posible ble ejempl ejemplo o de un fallo fallo de la compu computa tador dora. a. El contenido de la caché y de los búferes, así como de las operaciones de E/S que se estuvieran realizando realizando en ese momento, pueden perderse, y con él se perderán los cambios realizados en los directorios correspondientes correspondientes a los archivos archivos abiertos. Dicho suceso puede dejar el sistema de archivos en un estado incoherente. El estado real de algunos archivos no será el que se describe en la estructura de directorios. La perdida de la información es uno de los factores que se le debe de dar mayor importancia, importancia, por la sencilla razón de que al perder información información se puede perder lo que no nos podemos imaginar en cuanto a la misma y ocasionar perdidas hasta hablar de una gran cantidad de dinero. Para solucionar este o estos problemas todo sistema operativo cuenta con al menos una herramienta de software que nos permite permite recuper recuperar ar informac información ión perdida perdida hasta hasta cierta cierta medida, medida, esto obedece obedece de
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acuerdo al daño causado o los daños. Si el sistema no cuenta con la herramienta nece necesa sari ria, a, debe deberá rá adqu adquir irir irse se el soft softwa ware re apro apropi piad ado o de algú algún n fabr fabric ican ante te especializado en el ramo, por ejemplo Norton. Manejo de un bloque defectuoso:
Se utilizan soluciones por hardware y por software. La solución en hardware: • •
Consiste en dedicar un sector del disco a la lista de bloques defectuosos. Al inicializar inicializar el controlador controlador por primera primera vez: o o
o o
Lee la “lista de bloques defectuosos”. Elig lige un bloq loque (o pista ista)) de res reserv erva para reemp eempllaza azar los defectuosos. Registra la asociación en la lista de bloques defectuosos. En lo sucesivo, las solicitudes del bloque defectuoso utilizarán el de repuesto.
La solución en software: •
• •
Requiere que el usuario o el sistema de archivos construyan un archivo con todos los bloques defectuosos. Se los elimina de la “lista de bloques libres”. Se crea un “archivo de bloques defectuosos”: Está constituido por los bloques defectuosos. o o No debe ser leído ni escrito. o No se debe intentar obtener copias de respaldo de este archivo.
CONCLUSIÓN El Sistema de Archivos, no es más que los procedimientos que lleva a cabo el Sistema Operativo para acceder a ellos.
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Quienes programan un sistema de archivos, que en este caso sería el Ingeniero en Sistemas Computacionales, tiene que darse a la tarea de decidir cómo se asignará asignarán n estos estos archivos archivos mientras cree su sistema sistema operati operativo, vo, el espacio espacio que ocupara, el tiempo de ejecución, la forma, interfaz y el rendimiento que tendrá.
La cadena de direcciones es también muy importante, dado que al cambiar algún archivo en de una carpeta, cambia también en el registro de nuestro sistema, y si no se hace esto, existe el riesgo de dañar el archivo, o peor aún nuestro sistema.
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