Sistema de Archivos UNIX Windows 4. Organización de Datos Sistema de Archivos UNIX Windows

Sistema de Archivos (S.A.) Requerimientos y Estructura

Requerimientos del Cliente Almacenamiento permanente Información estructurada Abstracción de dispositivos físico

Requerimientos del S.A. Proveer: mecanismos de nombrado y localización de datos no volátiles primitivas de acceso amigables e independientes del hardware protección

En Sistemas Distribuidos

Estructura de un SA Organización de Datos Nombre del Archivo Software Protección y Seguridad Lógica Bloques y Registros Organización de Datos Archivos Físicos y Lógicos Básica Transferencia MP – Medio Externo Control de E/S

Organización de Datos en Unix Buffer Caché Servidores de Archivos y de Bloques

Buffer Caché Almacenamiento en MP de bloques de disco, tal que al: Solicitarse un archivo, tal vez se encuentre cargado Escribir información, se retiene hasta formar un bloque completo Disminuyendo hasta en un 85% las operaciones de lecto-escritura

Estructura de un Buffer Cache… Número de Dispositivo Número de Bloque Dirección del Contenido Contenido Estados Buffers en Hash (anterior y siguiente) Buffers Libres (anterior y siguiente) Estructura de un Buffer Cache…

Responder ¿Cuántas capas forman la estructura de un Sistema de Archivos? ¿Cuántos componentes tiene la estructura de un Buffer Caché?

Detalles de la Estructura… Número de dispositivo. Identificador de la unidad de almacenamiento Número de bloque. Identificador del bloque de registros que baja/sube al/del medio externo

…Detalles de la Estructura… Dirección del contenido. Ubicación en otra zona de MP donde se encuentran los datos a procesar

…Detalles de la Estructura… ESTADOS: Ocupado/libre Datos válidos/no válidos Escritura retardada (espera para bajar) En lectura/escritura desde/hacia el medio secundario Procesos en espera por él

…Buffers en Hash y Libres… Agilizan la búsqueda y la asignación de espacio

Lista enlazada de buffers utilizados por cada unidad de almacenamiento Buffers en Hash Agilizar la búsqueda de bloques cargados en MP Lista enlazada de buffers dedicados a cada dispositivo Dispositivo 1 Lista enlazada de buffers utilizados por cada unidad de almacenamiento Dispositivo N

Lista de Libres Agilizar la asignación de espacio Lista de buffers con/sin datos, no ocupados por algún proceso

De la Lista de Libres, al: necesitarse un buffer, se toma el más antiguo liberarse un buffer, se agrega al final de la lista doblemente ligada

Ejercicio Unix File System (UFS) + Dispositivos de Almacenamiento Ejercicio Unix File System (UFS) + Dispositivos de Almacenamiento 1 + Bloques 2 + Buffers 2 + Procesos 2 + Operaciones 11

El Servidor de Archivos de Unix Organiza los archivos en directorios Brinda acceso protegido, compartido y consistente Crea la interfaz de entrada/salida para que el usuario gestione los medios externos ¿Cómo lo hace?

Atributos de los Archivos Lógicos… Nombre: Identificador dado por el usuario Descriptor Interno: Dueño y grupo Tipo de Archivo: Texto, ejecutable, driver, etc. Tamaño del Archivo: en bytes Protección: control de, acceso y operaciones permitidas

…Atributos de los Archivos Lógicos Información temporal: de creación, de acceso y de modificación Información de control: archivo oculto, de sistema, normal o directorio, etc. Atributos extendidos: Opciones especiales de escritura (sobre-escritura o adición)

Directorio. Definiciones Listado o Archivo que contiene información de los archivos en una unidad de almacenamiento Objeto o Unidad lógica que proporciona el SO para localizar archivos físicos

En cualquier S.O. Al crear un archivo nuevo: ¿Se asigna de una sola vez el máximo espacio que necesita? ¿Cuánto espacio asignarle? ¿En qué tipo de tabla (o estructura de datos) se guardará constancia de las secciones asignadas a un archivo?

1° Opción. Asignación Contigua Desventajas: Al borrar queda un hueco que puede no ser utilizado completamente por otro archivo Al insertar se debe seleccionar un hueco libre del conjunto de huecos disponibles

2° Opción. FAT Indexada… Tiene una entrada para cada archivo La cual, contiene la dirección del primer bloque del archivo El cual, contiene la dirección del siguiente bloque del archivo…

DESVENTAJA. Difícil acceso, por seguir enlaces en sectores dispersos …FAT Indexada… Hasta que la entrada sea la marca EOF Los bloques desocupados se indican con valor nulo DESVENTAJA. Difícil acceso, por seguir enlaces en sectores dispersos

¡Reúne todos los enlaces en un mismo nodo! 3° Opción. i-Nodo (Unix) ¡Reúne todos los enlaces en un mismo nodo! UID/GID. ID de usuario/grupo

i-Nodo Si un proceso crea: Un archivo, se le asigna un i-nodo Una referencia a un archivo, se analizan permisos y se lleva el i-nodo a la memoria principal

Tal que: La i-ésima entrada del i-nodo apunta al i-ésimo bloque del archivo DESVENTAJA. Espacio ocupado por los apuntadores

Definición. Estructura que contiene la información clave de un archivo… i-Nodo

Un árbol de apuntadores permite almacenar archivos grandes …Ventaja Un árbol de apuntadores permite almacenar archivos grandes

En Memoria Principal se tienen, Tres Tablas para Control de Acceso i-nodos: cargados en la memoria principal Archivos Abiertos: información del puntero de lectura/escritura y permisos de acceso Descriptores: identifica los archivos abiertos por un proceso 1 y 2 son globales, 3 es local a cada proceso

1. Tabla de i-nodos… Al abrirse un archivo se carga en memoria su i-nodo Cuando un proceso pide un acceso se trae un sector entero Se mantienen en memoria los sectores utilizados recientemente

…Tabla de i-nodos También contiene el estado que indica si: un bloque está en escritura un proceso esta en escritura retardada la representación en memoria difiere de la copia en disco

2. Tabla de Archivos Abiertos puntero al i-nodo permisos de acceso modo de apertura

3. Tabla de Descriptores Una por proceso activo, Una entrada por apertura, Apunta a una entrada en la Tabla de Archivos Abiertos

Control de Acceso… Tabla Descriptores Proceso A Tabla Archivos Abiertos Tabla nodos – i Tabla Descriptores Proceso B

En Memoria Principal también hay: Bloque de arranque: para inicializar el SO Super-bloque: Sistema de archivos Lista de i-nodos: tamaño máximo estático Bloques de datos: Buffers Caché

Al Encender la Computadora El BIOS lee el sector de arranque del disco y arranca la computadora El sector de arranque detecta la partición activa y lee su sistema de archivos

/usr/ast/correo

DETENERSE SI: No se tienen permisos Se ha encontrado el i-nodo del archivo No se ha encontrado y no hay más subdirectorios Un directorio no contiene el siguiente componente

Organización de Datos en Windows FAT más NTFS (hasta 7) Cliente/ servidor Cómputo paralelo Aplicaciones de redes para grandes sistemas corporativos

Características NTFS Recuperación (con almacenamiento redundante) de caídas del sistema y fallos de disco Seguridad cada archivo abierto cuenta con permisos Indexación múltiple por cualquier atributo

Regiones NTFS… Sector de Arranque: información del volumen y de estructuras del sistema de archivos MFT (Master File Table) Tabla maestra de archivos Área de Archivos

…Regiones NTFS… 4. Archivos del Sistema: MFT2: Espejo de la MFT, clusters en uso y atributos de cada volumen

ReFS (W10) Sistema Resistente a. corrupción y fallos, para grandes volúmenes y grupos de almacenamiento compartido Con metadatos y virtualización de medios externos NTFS con altos niveles de escalabilidad y flexibilidad