Teoría de Sistemas Operativos Administración de Archivos.

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1 Teoría de Sistemas Operativos Administración de Archivos

2 2 Archivos Nombre Sistemas de Archivos :: punto de vista del usuario Consiste en una serie de símbolos (letras y números principalmente). Sirven de referencia para el usuario y para ciertas aplicaciones.

3 3 Estructura Sistemas de Archivos :: punto de vista del usuario Archivos

4 4 Estructura :: Secuencia de bytes Sistemas de Archivos :: punto de vista del usuario Archivos Desde el punto del SO, el archivo es un conjunto de bytes. Este modelo es flexible. La estructura del archivo tiene sentido para el usuario o para los procesos que los crearon. Archivos

5 5 Estructura :: Secuencia de Registros Sistemas de Archivos :: punto de vista del usuario Archivos  Similar al anterior. El archivo está constituído por una serie de registros.  Cada registro tiene una estructura determinada y su tamaño no varía.  Las operaciones de lectura y escritura trabajan a nivel de registros (recuerdo de las tarjetas perforadas) Archivos

6 6 Estructura :: Árbol Sistemas de Archivos :: punto de vista del usuario Archivos El archivo está constituido por un árbol de registros. Cada registro tiene una llave, y el tamaño de él tamaño puede variar. El árbol se ordena con respecto a la llave. Archivos

7 7 Tipos Sistemas de Archivos :: punto de vista del usuario Archivos Archivos regulares –Aquellos que contiene información del usuario Archivos en ASCII: constan de líneas de texto Binarios: ejecutables, imágenes, etc.., los ejecutables tienen cinco secciones: encabezado, texto, datos, bits de reasignación y tabla símbolos Archivos

8 8 Tipos Sistemas de Archivos :: punto de vista del usuario Archivos Directorios Archivos del sistema para el mantenimiento de una estructura del sistema de archivos Archivos

9 9 Tipos Sistemas de Archivos :: punto de vista del usuario Archivos Archivos especiales de caracteres Están relacionados con I/O y se utilizan para modelar dispositivos seriales de I/O tales como terminales, impresoras y acceso a redes. Archivos

10 10 Tipos Sistemas de Archivos :: punto de vista del usuario Archivos Archivos especiales de bloques –Son utilizados para modelar discos Archivos

11 11 Tipos :: Archivos regulares Sistemas de Archivos Archivos

12 12 Acceso Sistemas de Archivos :: punto de vista del usuario Archivos Secuencial - Registros en orden físico - Siguiente registro es el que sigue físicamente al anterior. - Cinta magnética, disco (no todos) Archivos

13 13 Acceso Sistemas de Archivos :: punto de vista del usuario Archivos Directo - Acceso directo (aleatorio) a los registros por su dirección física en un dispositivo de almacenamiento de acceso directo - Los registros se graban en cualquier orden apropiado para una aplicación específica - Hashing Archivos

14 14 Acceso Sistemas de Archivos :: punto de vista del usuario Archivos Secuencial indexado - Se acomodan de acuerdo a una clave contenida en cada registro - Sistema mantiene un índice con las direcciones físicas de ciertos registros principales - Acceso a registros por medio de clave o mediante una búsqueda dentro del índice creado por el sistema - Bases de Datos Archivos

15 15 Acceso Sistemas de Archivos :: punto de vista del usuario Archivos Métodos por colas -Se usa cuando es posible anticipar la secuencia en la que se procesarán los registros, (acceso secuencial y sec. indexado) - Llevan a cabo una transferencia anticipada a través buffers. - Procura tener el siguiente registro disponible para ser procesado tan pronto como se procesa el registro anterior. Archivos

16 16 Acceso Sistemas de Archivos :: punto de vista del usuario Archivos Métodos de acceso básico - Utilizados cuando no es posible anticipar el orden en el que se van a procesar los registros, (acceso directo) - Lee y escribe bloques físicos. Archivos

17 17 Atributos Sistemas de Archivos :: punto de vista del usuario Archivos Creador Propietario Fecha Creación Fecha Modificación Tamaño Actual Tamaña Máximo Archivos

18 18 Operaciones Sistemas de Archivos :: punto de vista del usuario Archivos Manipulación a partir de operaciones: - Abrir - Cerrar - Crear - Eliminar - Leer - Escribir - Agregar - Buscar Archivos

19 19 Sistemas de Archivos :: punto de vista del usuario Sistemas jerárquicos Directorios Archivos Almacenar todos los datos por archivo en el mismo lugar, (por entrada en el directorio) Directorio_1Atributos Directorio_2Atributos Directorio_3atributos

20 20 Sistemas de Archivos :: punto de vista del usuario Sistemas jerárquicos Directorios Archivos Almacenar un apuntador a otra estructura de datos Directorio_1 Directorio_2 Directorio_3 Estructuras de datos

21 21 Sistemas de Archivos :: punto de vista del usuario Rutas de acceso (PATH) Directorios Archivos Ruta de acceso absoluta. Ruta de acceso relativa. Directorio de trabajo.

22 22 Sistemas de Archivos :: punto de vista del usuario Rutas de acceso (PATH) Directorios Archivos Ruta de acceso absoluta. / usr/local/bin/apache/bin/apachectl Directorio Raíz

23 23 Sistemas de Archivos :: punto de vista del usuario Rutas de acceso (PATH) Directorios Archivos Ruta de acceso relativa... /apache/bin/apachectl

24 24 Sistemas de Archivos :: punto de vista del usuario Rutas de acceso (PATH) Directorios Archivos Directorio de trabajo. # cd /home/alm96/cbarkley # pwd # /home/alm96/cbarkley

25 25 Sistemas de Archivos :: punto de vista del usuario Rutas de acceso (PATH) Directorios Archivos Directorio de trabajo. # cd /home/alm96/cbarkley # pwd # /home/alm96/cbarkley

26 26 Sistemas de Archivos :: punto de vista del usuario Operaciones con directorios Directorios Archivos  Crear y eliminar  Abrir y cerrar  Leer  Cambiar de nombre  Ligar y desligar

27 27 Sistemas de Archivos :: Implantación Introducción Archivos Cómo se realiza el registro de los bloques asociados a cada archivo. El espacio en disco se divide en unidades de asignación, denominadas bloques Cuando un proceso solicita espacio en disco se entregará una cantidad de bloques que satisfaga las necesidades.

28 28 Sistemas de Archivos :: Implantación de Archivos Tipos de implantación Asignación adyacente Asignación en forma de lista ligada. Asignación mediante lista ligada y un índice. Nodos índice Asignación adyacente Asignación en forma de lista ligada. Asignación mediante lista ligada y un índice. Nodos índice Archivos

29 29 Tipos de implantación :: Asignación adyacente Sistemas de Archivos :: Implantación de Archivos Archivos Los archivos se asignan a zonas contiguas de almacenamiento secundario. Ventajas - Fácil implantación ya que el registro de la localización de un archivo solo implica guardar la dirección donde este inicia y su longitud. - El rendimiento es muy bueno puesto que el archivo se puede leer en una sola operación.

30 30 Tipos de implantación :: Asignación adyacente Sistemas de Archivos :: Implantación de Archivos Archivos Desventajas - Para su implementación se hace necesario conocer el tamaño del archivo al momento de su creación. -Se puede presentar fragmentación externa del disco, lo que requeriría hacer compactaciones frecuentemente. -Dificulta que los archivos puedan variar de tamaño con el tiempo

31 31 Tipos de implantación :: Lista ligada Sistemas de Archivos :: Implantación de Archivos Archivos Se mantiene a cada archivo como una lista ligada de bloques en disco La primera palabra de cada bloque se utiliza como apuntador a la siguiente. El resto del bloque contiene datos Se puede utilizar cada bloque del disco No se pierde espacio debido a la fragmentación

32 32 Tipos de implantación :: Lista ligada Sistemas de Archivos :: Implantación de Archivos Archivos Es suficiente que la entrada del directorio guarde sólo la dirección en disco del primer bloque.  Lectura secuencial directa, pero acceso aleatorio lento.  Cantidad espacio para almacenar datos en un bloque ya no es potencia de dos. (menos eficiente)

33 33 Tipos de implantación :: Lista ligada Sistemas de Archivos :: Implantación de Archivos Archivos Bloque archivo 0 Bloque archivo 1 Bloque archivo 2 Bloque archivo 3 Bloque archivo 4 Archivo A 4 7 2 10 12 Bloque archivo 0 Bloque archivo 1 Bloque archivo 2 Bloque archivo 3 Archivo B 6 3 11 14 Bloque Físico

34 34 Tipos de implantación :: Lista ligada con índice Sistemas de Archivos :: Implantación de Archivos Archivos Elimina los problemas de la lista ligada. Toma la palabra del puntero de cada bloque del disco y lo coloca en una tabla o índice de la memoria.

35 35 Tipos de implantación :: Lista ligada con índice Sistemas de Archivos :: Implantación de Archivos Archivos Acceso aleatorio más sencillo Toda la tabla de estar en la memoria todo el tiempo para que funcione. Es utilizado por MS-DOS y win9x (FAT)

36 36 Tipos de implantación :: Lista ligada con índice Sistemas de Archivos :: Implantación de Archivos Archivos 0 1 2 10 3 11 4 7 5 6 3 7 2 8 9 10 12 11 14 12 0 13 14 0 15 El archivo A comienza aquí Bloque físico El archivo B comienza aquí Bloque no utilizado

37 37 Tipos de implantación :: Nodos índice Sistemas de Archivos :: Implantación de Archivos Archivos Se asocia a cada archivo una pequeña tabla llamada nodo-i. (o nodo índice). La tabla contiene los atributos y direcciones en disco de los bloques del archivo. Primeras direcciones en disco se almacenan en el propio nodo-i.

38 38 Tipos de implantación :: Nodos índice Sistemas de Archivos :: Implantación de Archivos Archivos En Archivos pequeños toda la información está contenida en el nodo-i, el que se traslada del disco a memoria principal al abrir el archivo En Archivos grandes, una de las direcciones del nodo-i es la dirección de un bloque en el disco llamado bloque simplemente indirecto y contiene direcciones en discos adicionales. Unix utiliza “i-nodos”.

39 39 Tipos de implantación :: Nodos índice Sistemas de Archivos :: Implantación de Archivos Archivos

40 40 Descripción Sistemas de Archivos :: Implantación de Directorios Archivos Antes de poder acceder a un archivo, este debe ser abierto. Al abrirlo, el sistema operativo utiliza la ruta de acceso (path) dada por el usuario para localizar el nombre en el directorio. Allí se encuentra la información necesaria para encontrar los bloques en el disco.

41 41 Descripción Sistemas de Archivos :: Implantación de Directorios Archivos Según el tipo de Implementación del Sistema de Archivos, esta información puede ser:  La dirección en disco de todo el archivo asignación adyacente),  El número del primer bloque (listas ligadas y listas ligadas con índice)  El número del nodo-i.

42 42 Directorios en DOS Sistemas de Archivos :: Implantación de Directorios Archivos La longitud de cada entrada en el directorio es de 32 bytes.

43 43 Directorios en Unix Sistemas de Archivos :: Implantación de Directorios Archivos Cada entrada contiene un nombre de archivo y su nodo-i.

44 44 Directorios en Unix Sistemas de Archivos :: Implantación de Directorios Archivos Toda la información relativa a tamaño, tipo, fecha, hora y bloques de disco está almacenada en el nodo-i

45 45 Directorios en Unix :: Ejemplo : abrir /usr/bin/ls Sistemas de Archivos :: Implantación de Directorios Archivos 1. 1.. 4 bin 14 etc 6 usr / Se busca el i-nodo del directorio usr en el directorio raíz (/)

46 46 Directorios en Unix :: Ejemplo : abrir /usr/bin/ls Sistemas de Archivos :: Implantación de Directorios Archivos 1. 1.. 4 bin 14 etc 6 usr / Head 132 i-nodo 6 ==> /usr está asociado el i-nodo 6. ==> Este i-nodo nos dice que el directorio se encuentra en el bloque 132 del disco

47 47 Directorios en Unix :: Ejemplo : abrir /usr/bin/ls Sistemas de Archivos :: Implantación de Directorios Archivos 1. 1.. 4 bin 14 etc 6 usr / Head 132 i-nodo 6 6. 6.. 41 sbin 15 local 61 bin /usr ==> Dicha estructura (/usr) nos dice que el directorio bin tiene asociado el i-nodo 61.

48 48 Directorios en Unix :: Ejemplo : abrir /usr/bin/ls Sistemas de Archivos :: Implantación de Directorios Archivos Head 132 i-nodo 6 6. 6.. 41 sbin 15 local 61 bin /usr Head 87 i-nodo 61 ==> /usr/bin está asociado el i-nodo 61. ==> Este i-nodo nos dice que el directorio bin se encuentra en el bloque 87 del disco

49 49 Directorios en Unix :: Ejemplo : abrir /usr/bin/ls Sistemas de Archivos :: Implantación de Directorios Archivos 6. 6.. 41 sbin 15 local 61 bin /usr Head 87 i-nodo 61 87. 87.. 78 cp 83 rm 91 ls /usr/bin ==> La estructura de /usr/bin nos dice que el archivo ls tiene asociado el i-nodo 91.

50 50 Directorios en Unix :: Ejemplo : abrir /usr/bin/ls Sistemas de Archivos :: Implantación de Directorios Archivos Head 87 i-nodo 61 87. 87.. 78 cp 83 rm 91 ls /usr/bin Atributos i-nodo 91 ==> Finalmente el i-nodo 91 se carga en memoria y se ejecuta el programa

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