Sistema de archivos Sistemas operativos.

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1 Sistema de archivos Sistemas operativos

2 Organizaciones comunes de un archivo
Tres tipos de archivos. (a) Secuencia de bytes. (b) Secuencia de registros. (c) Árbol

3 Tipos de archivos La mayoría de los sistemas operativos tienen muchos tipos distintos de archivos, UNIX, por ejemplo, tiene archivos regulares, directorios y archivos especiales (de bloques y caracteres). Los archivos regulares contienen la información que se necesita para dar a los archivos nombres simbólicos (es decir, cadenas ASCII). Los archivos especiales de bloques y de caracteres se utilizan para modelar dispositivos de disco y otros como terminales, respectivamente.

4 Directorios Para llevar el control de los archivos se utilizan directorios, es muchos sistemas, éstos, son archivos. En la figura se muestra un directorio, en él, se tiene una captación por cada archivo.

5 Configuraciones de directorios

6 Acceso a directorios Para el caso árbol se emplean dos métodos de acceso, el nombre de ruta absoluto y el nombre de ruta relativa. Para este último se requiere la definición de el directorio de trabajo. Nombre absoluto: incluyendo todos los directorios, ej.: /usr/lupe/agenda.c Nombre relativo: referente al directorio de trabajo, ej.: notas/c/tar1.txt

7 Diseño del sistema de archivo
Se utilizan dos métodos para controlar el espacio libre en el disco, uno es la lista enlazada y el otro el mapa de bits. Para bloques de 1K y un disco de 20MB se necesitan 40 bloques máximo para contener los número de bloques del disco en una lista enlazada. Usando mapas de bits solo se necesitarán 3 bloques (20000 bits / (8 bits/bytes) = 2500 bytes = 3 bloques de 1K).

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9 Almacenamiento de los archivos
Esquema de asignación de bloques de ms-dos Las entradas 0 y 1 se utilizan para especificar el tamaño del disco. Los código EOF y FREE se utilizan para las captaciones fin de archivo y libre, respectivamente.

10 continuación Este esquema se diseño para discos de 320K con un bloque de 1K. Los números de los bloques son de 12 bits, de modo que la FAT de 320 captaciones requiere 480 bytes (1 bloque). Con discos de 360K se requieren 540 bytes (2 bloque). Con más de 4096 bloques, se reqiere un número mayor de 12 bits para representarlos.

11 Esquema de UNIX El esquema de UNIX es diferente, en éste se tiene con cada archivo una tabla pequeña llamada nodo i como se muestra en la figura siguiente. Esta contiene la información contable y de protección. En el nodo i se conservar apuntadores a 10 bloques del disco, cuando un archivo tiene más de 10 bloques, se adquiere un bloque del disco libre y se coloca un apuntador hacia él. Este bloque se usa para contener apuntadores a los bloques del disco. Con bloques de 1K y direcciones del disco de 32 bits, el bloque indirecto puede contener 256 direcciones del disco. Este esquema basta para archivos de 266 bloques.

12 Estructura de un nodo i

13 continuación Después de 266 bloques, el apuntador doble indirecto se utiliza para apuntar a un bloque de disco de hasta 256 apuntadores. Estos apuntadores no apuntan a bloques de datos sino que a 256 bloques indirectos individuales. El bloque indirecto doble basta para archivos hasta de = Para archivos de más de 64 MB, se utiliza el apuntador triple indirecto para apuntar a un bloque que contiene apuntadores a 256 bloques indirectos dobles. Archivos de más de 16 GB no se pueden manejar.

14 Estructura del directorio
Cuando un archivo se abre, el sistema operativo utiliza el nombre de ruta proporcionado por el usuario para localizar los bloques del disco, de manera que se puedan leer y escribir más adelante. Esquema de CP/M

15 Directorio en MS-DOS El directorio raíz puede tener 112 entradas en un disco de 360K.

16 Directorio en UNIX Cada entrada contiene un nombre de archivo y su número de nodo i. Los directorios de unix son archivos y pueden contener muchas de estas entradas.

17 Localización en UNIX Para localizar un archivo se sigue el siguiente algoritmo. Por ejemplo para localizar /usr/mbox, unix localiza el nodo i, el cual está en un lugar fijo del disco. Después busca la primera componente de la ruta, usr, en el diretorio raíz con objeto de hallar el nodo i del archivo /usr. A partir de este nodo i, el sistema localiza el directorio de /usr y busca la siguiente componente, ast, en él. Cuando ha encontrado la entrada de ast, éste tiene el nodo i del directorio /usr/ast. A paritir de este nodo i, puede hallar el directorio mismo y buscar mbox. El nodo i de este archivo se lee después en la memoria y se guarda ahí hasta que el archivo se cierra.

18 continuación

19 Archivos compartidos Se utilizan dos enfoques para el manejo de archivos compartidos. El primero consiste en generar una nueva ruta al nodo i, en este caso se lleva en el nodo la contabilidad de las rutas hacia ese nodo i. Cuando se elimina un enlace, simplemente se decrementa este contador, si el resultado es cero, el archivo es eliminado del disco. La otra forma es crear un enlace símbolico, el nuevo archivo simplemente contiene la ruta hacia el archivo al cual se enlazará.

20 continuación

21 Confiabilidad del sistema de archivos
Respaldos Para respaldar la información puede usarse un disco imagen. Este contiene la misma información que el original, si se pierde el original, se puede recuperar la información a partir de la imagen. Otras formas de respaldo son: los disquettes de respaldo, cinta magnética, etc. Consistencia del sistema de archivo Cuando ocurre una falla de energía, puede darse el caso que la información del disco pierda consistencia. En la figura se muestran las posibles inconsistencias.

22 continuación Estados de un sistema de archivo. Consistente.
Bloque faltante. Bloque duplicado en la lista libre. Bloque de datos duplicado.

23 Panorama general del sistema de archivos en MINIX
Esquema de un disco flexible de 360K, con 127 nodos i y un tamaño de boque de 1k.

24 Superbloque de MINIX Mapa de bits del nodo i
Número de nodos Número de zonas Número de bloques del mapa de bits del nodo i Número de bloques del mapa de bits de la zona Primera zona de datos Log 2 (tamaño de la zona/tamaño del bloque) Tamaño máximo del archivo Número mágico Apuntador al bloque del mapa de bits del nodo i . Apuntador al bloque del mapa de bits de la zona Número del dispositivo del superbloque Nodo i del sistema de archivos montado Nodo i montado Tiempo de la última actualización Señal sólo de lectura/Señal de sucio Presente en el disco y la memoria Mapa de bits de la zona Presente en la memoria pero no en el disco

25 Nodo i 16 bits 32 bytes Tipo de archivo y bits RWX
Modo Uid Tamaño del archivo Tiempo de la última modofocación Enlaces Gid Número 0 de la zona Número 1 de la zona Número 2 de la zona Número 3 de la zona Número 4 de la zona Número 5 de la zona Número 6 de la zona Indirecto Indirecto doble Identifica al usuario que posee el archivo Número de bytes en el archivo En segundos, desde el 1 de enero de 1970 Directorios que listan este grupo del nodo i/Propietario 32 bytes Números de zona de las primeras 7 zonas de datos del archivo Solo se utiliza para archivos mayores que 7 zonas