UNIDAD 5. Sistema de archivos 5.1 Concepto. 5.2 Noción de archivo real y virtual. 5.3 Componentes de un sistema de archivos. 5.4 Organización lógica y física. 5.5 Mecanismos de acceso a los archivos. 5.6 Manejo de espacio en memoria secundaria. 5.7 Modelo jerárquico. 5.8 Mecanismos de recuperación en caso de falla.

5.1 Concepto Sistema de Archivos.- La estructura de un sistema de archivos es en forma de árbol. El sistema de archivos son los archivos y directorios. Las funciones son crear y eliminar archivos, compartir archivos para intercambiar información, agrupar archivos en forma conveniente al usuario, respaldo y recuperación, el acceso de los usuarios a la información sin la necesidad de conocer la ubicación física

El sistema de archivos como hemos dicho, posee una abstracción que permite realizar varias operaciones sobre los archivos. Entre estas operaciones tenemos: Crear un archivo: El usuario o un proceso podrá crear un nuevo archivo el cual tomará una posición dentro de la estructura del sistema de archivos. Borrar un archivo: Un archivo podrá ser borrado de la estructura. Abrir un archivo: Un proceso podrá abrir un archivo permitiendo el acceso a la información contenida por dicho archivo. El proceso podrá ejecutar varias funciones sobre la información del archivo como leer, escribir, reemplazar, etc. Cerrar un archivo: Un proceso puede cerrar el archivo dejando atrás los privilegios de acceder a dicho archivo. Leer: Un proceso podrá leer parte de la información contenida en un archivo Escribir: Un proceso podrá añadir o reemplazar información en un archivo. Los sistemas de archivos también mantienen una estructura de atributos asociada con cada uno de los archivos la cual provee información sobre la situación actual de un archivo, quien es su dueño, el tamaño del archivo, cuando fue creado, cuando fue modificado, privilegios de acceso, entre otros

La pérdida accidental de información. Se debe poder estructurar los archivos de la manera más apropiada a cada aplicación. Los usuarios deben poder ordenar la transferencia de información entre archivos. Se deben proporcionar posibilidades de “respaldo” y “recuperación” para prevenirse contra: La pérdida accidental de información. La destrucción maliciosa de información. Se debe poder referenciar a los archivos mediante “Nombres Simbólicos” , brindando “Independencia de Dispositivos” . En ambientes sensibles, el sistema de archivos debe proporcionar posibilidades de “Cifrado” y “Descifrado”. El sistema de archivos debe brindar una interface favorable al usuario: Debe suministrar una “visión lógica” de los datos y de las funciones que serán ejecutadas, en vez de una “visión física”. El usuario no debe tener que preocuparse por: Los dispositivos particulares. Dónde serán almacenados los datos. El formato de los datos en los dispositivos. Los medios físicos de la transferencia de datos hacia y desde los dispositivos.

5.2 Noción de archivo real y virtual. Un archivo virtual, es un archivo de uso temporal que es utilizado por los procesos del sistema mientras se están ejecutando dichos procesos. Estos archivos se crean durante la ejecución de un sistema y los utiliza 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

Archivo Real: Es un objeto que contiene programas, datos o cualquier otro elemento

5.3 Componentes de un sistema de archivos En general, un Sistema de Archivos está compuesto por: Métodos De Acceso, Administración De Archivos, Administración De 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. Administración De Archivos. Se ocupa de ofrecer los mecanismos para 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. En la siguiente figura se muestra un ejemplo de la administración de espacio en un disco duro.

Mecanismos De Integridad 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. Mecanismos de Organización Lógica. Contiene las diferentes rutinas y comandos a través de los cuales el usuario podrá estructurar sus archivos virtuales.

Directorio de Identificadores Directorio de Identificadores. Convierte los identificadores simbólicos de los 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. Mecanismos de Organización Física. Traslada las direcciones lógicas en 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 la secuencia de operaciones elementales de entrada y salida que se necesita

SCHEDULING E/S. En este nivel es donde se tiene el número de peticiones 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.

5.4 Organización de Archivos Se refiere a las diferentes maneras en las que puede ser organizada la información de los archivos, así como las diferentes maneras en que ésta puede ser axesada. 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.

Una forma de organización de un sistema de archivos puede ser la siguiente: Se utiliza una “raíz ” para indicar en qué parte del disco comienza el “directorio raíz ” . El “directorio raíz ” apunta a los “directorios de usuarios”. Un “directorio de usuario” contiene una entrada para cada uno de los archivos del usuario. Cada entrada de archivo apunta al lugar del disco donde está almacenado el archivo referenciado. Mostrada en la fig. anterior. 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 carpetas, directorios o catálogos . Cada carpeta puede contener un número arbitrario de archivos, y también puede contener otras carpetas. Las otras carpetas pueden contener todavía más archivos y carpetas, y así sucesivamente, construyéndose un estructura en árbol en la que una «carpeta raíz» puede contener cualquier número de niveles de otras carpetas y 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 categorías: Pilas Archivos secuenciales Archivos secuenciales indexados Archivos indexados

Archivo de pilas: Registro de longitud variable Archivo de pilas: Registro de longitud variable. Conjunto variable de campos. Orden cronológico. Archivo secuencial: Registro de longitud fija. Conjunto fijo de campos en orden constante. Orden secuencial por el campo clave.

Archivo secuencial indexado: Los registros se organizan en una secuencia basada en un campo clave presentando dos características, un índice del archivo para soportar los accesos aleatorios y un archivo de desbordamiento Archivo indexado: A los registros se accede solo a través de sus índices. No hay restricción en la ubicación de los registros, al menos un índice contiene un puntero a cada registro y pueden emplearse registros de longitud variable.

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. Cintas magnéticas: En este dispositivo el archivo físico esta formado por un conjunto de registros físicos, y los bloques están organizados en forma consecutiva, ya que se asigna en igual forma. 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.

Parte 2 – Sistemas de archivos 5.5 Mecanismo de acceso a los archivos 5.6 Manejo de espacio en memoria secundaria 5.7 Modelo jerárquico 5.8 Mecanismo de recuperación en caso de falla

5.5 Mecanismo de acceso a los archivos Existen varios mecanismos para acceder los archivos: Directorios, descriptores de archivos, mecanismos de control de acceso y procedimientos para abrir y cerrar archivos

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: El espacio libre en disco es frecuentemente implementado como un mapa de bits, donde cada block es representado por un bit y si el block es libre el bit es cero de lo contrario está asignado.11000111

Lista ligada (lista libre) Ligar todos los sectores libres Otra implementación 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).

Modelo jerárquico 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.

Mecanismo de recuperación en caso de falla La perdida de la información es uno de los factores que se le debe de dar mayor importancia, por la sencilla razón de que al perder 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 recuperar información perdida hasta cierta medida, esto obedece de acuerdo al daño causado o los daños. Si el sistema no cuenta con la herramienta necesaria, deberá adquirirse el software apropiado de algún fabricante especializado en el ramo, por ejemplo Norton.

FIN!!!