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作者:MARIA FERNANDA TEJERO GOMEZ 2 年以前

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Sistema De Archivos

Los sistemas de archivos son estructuras que permiten organizar y gestionar datos en medios de almacenamiento. Existen diversos tipos de sistemas, como el sistema de archivos de UNIX, que presenta una estructura en forma de árbol con directorios y archivos identificados por nombres y nodos específicos.

Sistema De Archivos

Para comprobar la consistencia de los bloques, el programa crea dos tablas, cada una de las cuales contiene un contador para cada bloque, que al principio se establece en 0.

Los contadores en la primera tabla llevan el registro de cuántas veces está presente cada bloque en un archivo

Los contadores en la segunda tabla registran con qué frecuencia está presente cada bloque en la lista de bloques libres

obtenga el registro cuya llave sea pony, sin preocuparnos acerca de su posición exacta en el archivo.

se pueden agregar nuevos registros al archivo, con el sistema operativo, y no el usuario

Algunas extensiones mas comunes son : Archivo.bak Archivo.c Archivo.gif Archivo.html Archivo.jpg

En algunos sistemas las extensiones de archivo son sólo convenciones y no son impuestas por los sistemas operativos

Cuando un usuario hace doble clic sobre un nombre de archivo, el programa asignado a su extensión de archivo se inicia con el archivo como parámetro.

Sistema De Archivos

Ejemplos

Sistema de archivos V7 de UNIX
El sistema de archivos está en la forma de un árbol que empieza en el directorio raíz

Con la adición de vínculos para formar un gráfico acíclico dirigido. Los nombres de archivos tienen hasta 14 caracteres y pueden contener cualquier carácter ASCII

Una entrada de directorio de UNIX contiene una entrada para cada archivo en ese directorio

Cada entrada es en extremo simple

Una entrada de directorio sólo contiene dos campos:

Número del nodo-i para ese archivo

El nombre del archivo

Sistemas de archivos MS-DOS
Es uno de los primeros sistemas que se incluyeron con la IBM PC.

Era el sistema principal hasta Windows 98 y Windows ME.

Este sistema y una extensión de él (FAT-32) están teniendo mucho uso en varios sistemas incrustados.

La mayoría de las cámaras digitales lo utilizan, muchos reproductores de MP3 lo utilizan de manera exclusiva. El popular iPod de Apple lo utiliza como el sistema de archivos predeterminado, aunque los hackers conocedores pueden volver a dar formato al iPod e instalar un sistema de archivos distinto.

Administración y Optimización

Rendimiento del sistema de archivos
Muchos sistemas de archivo se han diseñado con varias optimizaciones

Reducción de movimiento del brazo del disco

Lectura adelantado de bloque

Uso del cache

Consistencia del sistema de archivos
Se pueden realizar dos tipos de verificaciones

Bloques

Archivos

Respaldos del sistema de archivos
La mayoría de las personas no creen en hacer respaldos de sus archivos

Hasta que un disco duro deja de funcionar

Para hace run respaldo se puede utilizar dos estrategias

Un vacío lógico

Empieza en uno o más directorios especificados

Vacía en forma recursiva todos los archivos y directorios que se encuentran ahí que hayan sido modificados desde cierta fecha base dada

Un vacío físico

Empieza en el bloque 0 del disco

Escribe todos los bloques del disco en la cinta de salida en orden y se detiene cuando acaba de copiar el último.

Administración del espacio en disco
Casi todos los sistemas dividen los archivos en bloques de tamaño fijo

Cuotas de disco

Proporcionan un mecanismo para imponer las cuotas de disco

El administrador asigne a cada usuario una cantidad maxima de archivos y bloques

También que el sistema operativo se asegure de que los usuarios no excedan sus cuotas

Registro de bloques

hay dos métodos utilizados ampliamente

Un mapa de bits

Almacenamiento de la lista de bloques libres en una lista

Tamaño de bloque

Tener un tamaño de bloque grande significa que cada archivo ocupa un cilindro completo

Los pequeños archivos desperdician una gran cantidad de espacio

El tamaño de archivo promedio era de 2475 bytes.

Implementación

Sistemas de archivos virtuales
La mayoría de los sistemas UNIX han utilizado el concepto VFS

para integrar múltiples sistemas de archivos en una estructura ordenada

El VFS tiene una interfaz superior para los procesos de usuario y es la mas conocida interfaz de POXIS

El VFS también tiene una interfaz inferior para los sistemas de archivos concretos , etiquetada como interfaz de VFS

Para manejar estos sistemas dispares

Windows identifica a cada uno con una letra de unidad distinta

Cuando un proceso abre un archivo la letra de la unidad esta presente en forma explicita

La presencia de múltiples sistemas de archivos esta muy visible

Sistemas de archivos estructurados por registro
A medida que las CPUs se vuelven más rápidas las memorias RAM se hacen mas grandes

Los tipos de cache también se incrementan

En el futuro la mayoría de los accesos al disco serán escrituras

La mayoría de los archivos las escrituras se realizan en trozos muy pequeños

Los diseñadores del LFS decidieron reimplementar el sistema de archivos de UNIX a finde que alcance el ancho de banda

Archivos compartidos
Compartir archivos a veces introduce problemas

Se puede resolver de dos formas

Se vincula a uno de los archivos haciendo que el sistema cree un archivo

Los bloques de disco no se listan en los directorios

en una pequeña estructura de datos asociada con el archivo en si

Si los directorios en realidad contienen direcciones de disco

Los nuevos bloques se listaran solo en el directorio del usuario que agrego los datos

Agregar posteriormente al archivo

Realizar una copia de direcciones de disco en el directorio

Implementación de directorios
Para los sistemas que utilizan nodos-i

La entrada de directorio puede ser solo el nombre de archivo y un número de nodo-i

Antes de leer un archivo se debe abrir

despues

El sistema operativo utiliza el nombre de la ruta suministrado

La entrada provee la información necesaria para encontrar los bloques de disco

Distribución del sistema de archivos
Se almacenan en discos

Se pueden dividir en una o mas particiones con sistemas de archivos independientes

El sector 0 del disco se conoce como MBR

Localiza la particion activa

El BIOS lee y ejecuta el MBR

Al final contiene la tabla de particiones

Operaciones de directorios
Unlink

Se elimina una entrada de directorio

Si esta presente en un directorio se quita del sistema de archivos

Si esta presente en varios directorios se elimina solo el nombre de ruta especifica

Link

Vinculación

Permite a un archivo aparecer en más de un directorio

Especifica un archivo existente y el nombre de una ruta ,creando un vinculo desde el archivo existente hasta el nombre especifico

Rename

Cambiar el nombre de la misma forma que a los archivos

Readdir

Devuelve la siguiente entrada en un directorio abierto

Siempre devuelve una entrada en formato estándar

Closedir

Cuando se ha leído un directorio

Se debe cerrar para liberar espacio en la tabla interna

Opendir

Se pueden leer

Para listar todos los archivos en un directorio

Antes de poder leer se debe abrir en forma análoga

Se elimina un directorio

Solo un directorio vacío

Se crea un directorio

Esta vacío

excepto por punto y punto punto, que el sistema coloca ahí de manera automática

Nombres de rutas
Ruta Relativa

Se utiliza con el concepto del directorio de trabajo

Un usuario puede designar un directorio como el directorio de trabajo actual

Comando cp mailbox mailbox.bak

comando de UNIX cp /usr/ast/mailbox /usr/ast/mailbox.bak

Cuando esta organizado como un árbol de directorios

cada archivo recibe un nombre de ruta absoluto que consiste en la ruta desde el directorio raíz al archivo.

/usr/ast/mailbox

Contiene el archivo mailbox

Contiene un subdirectorio ast

El directorio raíz contiene un subdirectorio llamado usr

Sistemas de directorios jerárquicos
Para los usuarios modernos con miles archivos , sería imposible encontrar algo si todos están en un solo directorio

Por ejemplo, un profesor podría tener una colección de archivos que en conjunto formen un libro que está escribiendo para un curso, una segunda colección de archivos que contienen programas enviados por los estudiantes para otro curso, un tercer grupo de archivos que contenga el código de un sistema de escritura de compiladores avanzado que está construyendo, un cuarto grupo de archivos que contienen proposiciones de becas, así como otros archivos para correo electrónico, minutas de reuniones,artículos que está escribiendo, juegos, etcétera.

Se necesita una jerarquia

La capacidad de los usuarios para crear un número de arbitrario de subdirectorios provee una poderosa herramienta de estructuración

Tener un solo nivel es adecuado para aplicaciones dedicadas simples
Sistemas de directorios de un solo nivel
Algunas veces se le llama directorio raíz

Un sistema de directorios es tener un directorio que contenga todos los archivos.

A veces se utiliza en dispositivos incrustados simples

Reproductores de música

Teléfonos

Cámaras digitales

Archivos

Operaciones

Archivos de acceso aleatorio

Se necesita un método para especificar de donde se van a tomar los datos

Reposicionan el apuntador del archivo en una posicón especifica

Append

Es una forma restringida de write

Solo puede agregar datos al final del archivo

Los sistemas que proveen un conjunto mínimo por lo general no tiene append

Write

Los datos se escriben en el archivo

En la posición actual , en el caso que este al final del archivo el tamaño aumenta

Los datos se leen del archivo

Los bytes provienen de la posición actual

Close

Los atributos y las direcciones de disco ya no son necesarias

El archivo se cierra para liberar espacio en la tabla interna

Open

Permite que el sistema lleve los atributos y la lista de direcciones de disco de memoria

Delete

Eliminar para liberar espacio en el disco

Siempre hay una llamada al sistema

Create

El archivo se crea sin datos

Anuncia la llegada del archivo y establecer algunos atributos

Atributos
Nombre y datos

Asocian otra información con cada archivo

Lista

Longitud de registro Longitud de la llave

Solo están presente en los archivos en cuyos registros se pueden realizar búsquedas

Bandera de solo lectura Bandera oculto Bandera del sistema Bandera de archivo Bandera ASCII/binario Bandera de acceso aleatorio Bandera temporal Banderas de bloqueo

Son bits o campos cortos que controlan cierta propiedad especifica

Protección Contraseña Creador Propietario

protección del archivo e indican quien puede acceder y quien no

Ejemplo

fecha y hora de la ultima modificación

Acceso
Aleatorio

Esenciales en los sistemas de bases de datos

Se puede utilizar dos métodos

Seek

Establecer la posición actual

Se utiliza en UNIX Y Windows

Read

Posición en el archivo que se va a empezar

Discos

Se pueden leer los registros en desorden

Acceder los registros por llaves en vez de posición

Se leen en cualquier orden de llamada

secuencial

Se puede leer todos los registros en orden

No se pueden saltar o leer fuera de orden

pero se pueden rebobinar para poder leerlos las veces que sean necesarias

Tipos
Archivos especiales de bloqueos

Modelar discos

Archivos especiales de caracteres

Modelan dispositivos de E/S en serie

terminales , impresoras y redes

Relación la entreda y salida

Directorios

Mantienen la estructura del sistema de archivos

Archivos regulares

Archivos ASCII o binarios

Se pueden mostrar e imprimir como están

Se pueden editar con cualquier editor de texto

Fácil conectar la salida de un programa con la entrasa de otro

Contiene información del usuario

Los archivos tiene secciones

Tabla de ismbolos

Se utiliza para depurar

Texto y Bits de reubicación

Se carga en memoria y se reubican usando bits

Encabezado

Tiene un número mágico que identifica al archivo como ejecutable

Estructura
Se pueden estructurar en tres posibilidades

Árbol

Cada uno contiene un campo llave en una posición fija dentro del registro.

se ordena con base en el campo llave para permitir una búsqueda rápida

No todos son necesarios de la misma longitud

Secuencia de registro

La idea para un archivo de secuencia de registro es

La operación de lectura devuelva un registro y la operación de escritura sobrescriba o agregue un registro.

Secuencia de bytes

Provee la máxima velocidad

Los programas de usuario pueden colocar cualquier cosa que quieran en sus archivos y denominarlos de cualquier manera conveniente

El sistema operativo no ayuda pero tampoco estorba

Nomenclatura
Todos los sistemas operativos actuales permiten cadenas de una a ocho letras como nombres de archivos.

Algunos sistemas de archivos diferencian las letras mayúsculas de las minúsculas, mientras que otros no.

Win-dows 95 y Windows 98 utilizan el sistema de archivos de MS-DOS conocido como FAT-16.

Muchos sistemas de archivos admiten nombres de hasta 255 caracteres.