Sistema De Archivos Integrantes Isaac Sebastin Paz Mndez

Sistema De Archivos Integrantes: Isaac Sebastián Paz Méndez Pablo Javier Solano Romero Luis Alex Zabala GRUPO #1

Concepto Es un subsistema de S. O. encargado de la gestión de la memoria secundaria(concretamente del almacenamiento de la información en dispositivos de memoria secundaria). Se encuentra en los niveles más externos del sistema operativo (más próximos al usuario). Este nivel suministra al usuario el concepto de archivo (una de las abstracciones fundamentales que genera un sistema operativo). El sistema de archivos es el subsistema que suministra los medios para la organización y el acceso a los datos almacenados en dispositivos de memoria secundaria (disco).

Acceso y Organización de Archivos

Conceptos generales Cuando hablamos de archivos lo que estamos tratando de hacer posible es mantener los datos de una manera persistente. De manera que cuando un dato se encuentra en memoria es posible almacenarlo en disco y después con otro programa leerlo y reconstruirlo en memoria. Los archivos pueden estar estructurados de distintas formas: registros. modelos abstractos.

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 accesada. 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. El sistema de archivos está relacionado especialmente con la administración del espacio de almacenamiento secundario, fundamentalmente con el almacenamiento de disco.

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.

Organización de un sistema de archivos utilizando directorios. 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.

Organizacion lógica Pilas Archivos secuenciales indexados Archivos indexados

Organización Física En la 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. Se utilizan: § Cinta Magnética § Discos magnéticos § Métodos De Asignación De Espacio Libre § Vector de Bits § Lista Ligada § Por agrupación § Por contador § Métodos De Asignación De Espacio De Almacenamiento Del Archivo. § Asignacion Contigua § Asignacion Ligada § Asignación Indexada

Existen dos maneras de accesar y buscar registros de una archivo: Acceso Secuencial Acceso Directo

Secuencial Características § Consecutivamente § Respetando el orden de aparición en el archivo § El orden de complejidad será O(n) lo cual implica que es demasiado lento para grandes volúmenes de datos, O(n/2) en promedio. Se utiliza cuando: § Se está buscando en un archivo de texto algun patrón (pattern) § Archivos con pocos registros § Archivos que no necesitan "búsquedas" por ejemplo los respaldos en cintas § Cuando de antemano se sabe que se recuperarán muchos resultados (vale la pena la espera)

Secuencial Existe una técnica que permite aumentar la velocidad de estos accesos llamada "Blocking" Se basa en leer bloques de registros en lugar de leer uno por uno El leer un bloque es más lento porque se traen en cada viaje al disco más datos, pero nuevamente la separación se hace en memoria donde la velocidad es mucho mayor y ahí se gana tiempo. Aunque el rendimiento mejora considerablemente en realidad no es algo considerable ya que el número de las comparaciones para buscar el patrón o valor que se requiere sigue siendo el mismo.

Directo Caraterísticas § El orden de complejidad será O(1) § Se basa en las funciones de seek § Para obtener un buen rendimiento se deben hacer los registros de una longitud cuyo múltiplo sea del tamaño de un sector del disco. Si el sector es de 512 bytes y nuestro registro mide 30, lo mas adecuado es que mida 32, ya que 32 x 16=512 (16 registros en un viaje al disco) Se utiliza cuando: § Los registros son de longitud fija § Tenemos una manera de saber en que posición del archivo está un registro, ej. campo id=número del registro en el archivo

Estructura de directorios

Directorio Un directorio es un tipo exclusivo de archivo que sólo contiene la información necesaria para acceder a archivos o a otros directorios. En consecuencia, un directorio ocupa menos espacio que otros tipos de archivos. Los directorios le permiten agrupar archivos y otros directorios para organizar el sistema de archivos en una jerarquía modular, que proporciona flexibilidad y profundidad a la estructura del sistema de archivos.

Estructura Sistemas de archivos

Sistemas de archivos Un sistema de archivos es una estructura de directorios completa, que incluye un directorio raíz y cualquier subdirectorio y archivos por debajo suyo. Copia de seguridad de sistemas de archivos para evitar la pérdida de datos en caso de anomalías del sistema(Journaling) Toma de instantánea para capturar una imagen de nivel de bloque coherente de un sistema de archivos en un punto del tiempo determinado. Sistemas de autenticación para ciertos archivos o carpetas

EXT 4(Linux) Tamaño máximo de volumen: 1 EIB = 1, 153 e+6 terabytes Tamaño normal de clúster: 4 KIB Tamaño máximo por archivo: 16 TIB Caracteres permitidos: Todo los caracteres exceptuando: '' , '/‘ Sensible a Mayúsculas : documento != Documento Identificador de archivos: “inodo“;

NTFS(Windows) Tamaño máximo de volumen: 256 Ti. B con la actual implementación Tamaño normal de clúster: 4 KIB Tamaño máximo por archivo: 16 TIB Caracteres permitidos: Todo los caracteres exceptuando: '' , '/‘ , : , *, ? , “, < >, | Identificador de archivos: "file Id“; Los nombres de archivo son almacenados en Unicode (UTF-16), y la estructura de ficheros en árboles-B

NTFS Master File Tabla (MFT) Cada archivo en un volumen NTFS está representado por un registro en un archivo especial llamado la tabla maestra de archivos (MFT). NTFS se reserva los primeros 16 registros de la tabla para obtener información especial. Este es un registro MFT para un archivo pequeño o directorio usualmente de <= 512 bytes

Atributos de la MFT

Métodos De Asignación

Método de asignación de espacio libre Un método de asignación de espacio libre determina la manera en que un Sistema Operativo controla los lugares del disco que no están siendo ocupados. Para el control del espacio libre se puede utilizar como base alguno de los métodos teóricos: Vector de Bits, Lista Ligada, Por Agrupación y por Contador.

VECTOR DE BITS Se tiene un arreglo de bits, el número de bits que tiene, representa cada sector del disco, o sea que si los sectores 10 y 11 están ocupados su representación será:

LISTA LIGADA Existe una cabecera en la que se tiene la dirección del primer sector vacío, ese sector a su vez, tiene un apuntador al siguiente bloque, y así sucesivamente hasta que se encuentre una marca indicando que ya no hay espacio libre, tal y como se muestra en la siguiente figura.

POR AGRUPACIÓN Es similar a la lista ligada, solo que en este se tiene por cada sector, un grupo de apuntadores a varios espacios vacíos, al final de cada bloque se tiene un apuntador a otro grupo de apuntadores, observe la figura.

POR CONTADOR Aquí, por cada conjunto de bloques contiguos que estén vacíos, se tiene por cada apuntador, un número de inicio y el tamaño del grupo de sectores vacíos.

Método de asignación de espacio en disco Un método de asignación de espacio en disco determina la manera en que un Sistema Operativo controla los lugares del disco ocupados por cada archivo de datos. Se debe controlar básicamente la identificación del archivo, sector de inicio y sector final. Para el control del espacio ocupado en disco se puede utilizar como base alguno de los métodos teóricos: Asignación Contigua, Asignación Ligada, Asignación Indexada.

ASIGNACIÓN CONTIGUA. Este método consiste en asignar el espacio en disco de tal manera que las direcciones de todos los bloques correspondientes a un archivo definen un orden lineal. Por ejemplo:

Ventajas y Desventajas VENTAJAS. - La cabeza de lectura no se mueve demasiado en la lectura de un archivo. DESVENTAJAS. - Produce fragmentación externa.

ASIGNACIÓN LIGADA En este método, cada archivo es una lista ligada de bloques de disco. En el directorio hay un apuntador al bloque de inicio y un apuntador al bloque final para cada archivo. En cada uno de los bloques donde se encuentra un archivo hay un apuntador al siguiente bloque de la lista. Por ejemplo:

• Es ineficiente para la implementación de archivos directos. • Se necesita un campo extra para el apuntador. Ventajas y Desventajas VENTAJAS. - No produce fragmentación externa. DESVENTAJAS. - La cabeza de lectura se puede mover demasiado en la lectura de un archivo. *Si una liga se pierde, se perderá el archivo completo. *Es ineficiente para la implementación de archivos directos. *Se necesita un campo extra para el apuntador.

• Es ineficiente para la implementación de archivos directos. • Se necesita un campo extra para el apuntador. ASIGNACIÓN INDEXADA Como ya se vio, la asignación ligada resuelve problemas de fragmentación externa, sin embargo, la asignación ligada no soporta eficientemente el acceso directo a los archivos. La asignación indexada resuelve este problema poniendo todos los apuntadores en una sola localidad: El bloque índice. Cada archivo tiene su bloque índice, El cual es un arreglo de direcciones de bloques de disco. La i-ésima entrada en el bloque índice apunta al i-ésimo bloque conforma el archivo. En el directorio se controla la dirección del bloque índice de cada archivo, por ejemplo:

Ventajas y Desventajas VENTAJAS. - No produce fragmentación externa. Eficiente para la implementación de archivos directos. DESVENTAJAS. - Existe desperdicio cuando hay archivos muy chicos. Desbordamiento de bloque índice. (Solución: creación de un esquema ligado; el último bloque índice apunta a otro índice).