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Escrito por : Pedro Rodriguez
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OutlineObjetivos de aprendizaje
IntroducciónEl disco y sus particiones
El sistema de archivos de UnixEl Sistema de Archivos de DOS
Sistemas OperativosSistema de Archivos (parte 1)
Pedro A. Rodrí[email protected]
Universidad del Bio-Bio
June 18, 2014
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OutlineObjetivos de aprendizaje
IntroducciónEl disco y sus particiones
El sistema de archivos de UnixEl Sistema de Archivos de DOS
1 Objetivos de aprendizaje
2 IntroducciónIdeas GeneralesSistemas de archivos conocidos
3 El disco y sus particionesEstructura del disco y sistemas de archivos tradicionalesEstructura física del discoEstructura Lógica del disco
4 El sistema de archivos de UnixEstructuras de datos
5 El Sistema de Archivos de DOSOrganización de una partición MS-DOS
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IntroducciónEl disco y sus particiones
El sistema de archivos de UnixEl Sistema de Archivos de DOS
Después de este capítulo del curso, el estudiante debería:
Describir los conceptos básicos de archivo y sistema de archivos.
Entender la principales técnicas de acceso y organización de archivos.
Explicar que son los directorios de archivos.
Entender los requerimientos de compartición de archivos.
Describir diferentes tipos de sistemas de archivos.
Entender los temas de diseño de seguridad del sistema de archivos.
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IntroducciónEl disco y sus particiones
El sistema de archivos de UnixEl Sistema de Archivos de DOS
Ideas GeneralesSistemas de archivos conocidos
IntroducciónIdeas Generales
La gran mayoría de los sistemas operativos proporcionan un sistema administración dearchivos.
El sistema de archivos consiste en general de tres partes.
(1) Una colección de archivos, cada uno de los cuales contiene datos relacionados.
(2) Una estructura de directorios, que generalmente organiza de forma jerárquica todoslos archivos del sistema y proporciona información sobre ellos.
(3) Particiones físicas y lógicas, que sirven para separar física y lógicamente grandes
colecciones de directorios y donde cada partición puede contener un sistema de
archivos distinto.
Todo sistema operativo proporciona programas utilitarios que sirven de interfaz entre elsistema de administración de archivos y los usuarios (ej. copiar, borrar, renombrar y moverarchivos).
El sistema de archivos también debe proporcionar mecanismos de protección de archivos ydirectorios especialmente en ambientes multiusuario (ej. chmod en Unix).
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IntroducciónEl disco y sus particiones
El sistema de archivos de UnixEl Sistema de Archivos de DOS
Ideas GeneralesSistemas de archivos conocidos
Ideas Generales
Un sistema de archivos proporciona un conjunto de programas, utilitarios, llamadas alsistema y estructuras de datos que permite al sistema operativo organizar lógicamente todoslos archivos del sistema y de los usuarios.
Un sistema de archivos reside en un disco lógico o también llamado partición, y cada discológico puede mantener a lo más un sistema de archivos.
Cada sistema de archivos está contenido por sí mismo, y completo con su propio directorioraíz, subdirectorios, archivos, y todos los datos y metadatos asociados.
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El sistema de archivos de UnixEl Sistema de Archivos de DOS
Ideas GeneralesSistemas de archivos conocidos
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IntroducciónEl disco y sus particiones
El sistema de archivos de UnixEl Sistema de Archivos de DOS
Estructura del disco y sistemas de archivos tradicionalesEstructura física del discoEstructura Lógica del disco
El disco y sus particiones
Físicamente un disco magnético está organizado en pistas circulares concéntricas lascuales a su vez están divididas en bloques de datos llamados sectores.
Un sistema de archivos reside en un disco lógico o también llamado partición, y cada discológico puede mantener a lo más un sistema de archivos.
Una partición puede ser vista lógicamente como un arreglo lineal de bloques.
El tamaño del bloque físico de un disco es generalmente de 512 bytes multiplicado poralguna potencia de 2 (diferentes versiones han usado tamaños de bloques de 512, 1024, y2048 bytes).
Al inicio del disco se encuentra el área de booteo principal (MBR Master Boot Record), elcual contiene la información de las particiones lógicas del disco y código ejecutable para elbootstraping (carga e inicialización) del sistema operativo.
Al comienzo de cada partición existe un área de booteo alternativo (para cuando hay variossistemas operativos instalados, llamado VBR o Volume Boot Record, o Partition BootRecord), el cual puede contener también el código requerido para el bootstraping (carga einicialización) de algún sistema operativo.
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El sistema de archivos de UnixEl Sistema de Archivos de DOS
Estructura del disco y sistemas de archivos tradicionalesEstructura física del discoEstructura Lógica del disco
El disco y sus particionesEstructura del disco y sistemas de archivos tradicionales
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El sistema de archivos de UnixEl Sistema de Archivos de DOS
Estructura del disco y sistemas de archivos tradicionalesEstructura física del discoEstructura Lógica del disco
El disco y sus particionesEstructura física del disco
Plato. Cada uno de los discos contenidos en el disco duro.
Cara. corresponde a uno de los lados del plato.
Cabezales de L/E. Una por cara.
Pista. Corresponde a una banda circular dentro de una cara. La pista 0 (cero) se ubica en elborde exterior del disco.
Cilindro. Conjunto de varias pistas que están alineadas verticalmente (una por cada cara).
Sector. Cada una de las divisiones de una pista.
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Estructura del disco y sistemas de archivos tradicionalesEstructura física del discoEstructura Lógica del disco
El disco duro
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Estructura del disco y sistemas de archivos tradicionalesEstructura física del discoEstructura Lógica del disco
Cilindros
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Estructura del disco y sistemas de archivos tradicionalesEstructura física del discoEstructura Lógica del disco
El disco y sus particionesEstructura Lógica del disco
Particiones. Donde se encuentra el o los sistemas de archivos.
Sector de arranque primario (MBR: Master Boot Record). Es un sector de 512 bytes.
Contiene:(1) El programa de arranque: la BIOS supondrá que el MBR contiene código ejecutable si
los dos últimos bytes del MBR son 0xAA55. Sólo puede llegar hasta el byte 0x1BD(446 bytes).
(2) La tabla de particiones se encuentra en 0x1BE: indica el principio, el tamaño y el tipode cada partición. Se manipula con comandos como fdisk, sfdisk, cfdisk, etc.
. 0x1BE, primera partición.
. 0x1CE, segunda partición.
. 0x1DE, tercera partición.
. 0x1EE, cuarta partición.
Cada una de las demás particiones también pueden tener sectores de arranque alternativos.
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Estructura del disco y sistemas de archivos tradicionalesEstructura física del discoEstructura Lógica del disco
El disco y sus particionesEstructura Lógica del disco
Partición primaria. Es una unidad lógica. Tradicionalmente se pueden manejar hasta cuatroparticiones primarias, o tres primarias y una extendida.
Partición extendida. Una partición extendida permite aumentar de forma casi ilimitada lacantidad de particiones lógicas.
Partición lógica. Ocupa una parte de una partición extendida o primaria.
Tanto las particiones primarias como las lógicas pueden albergar distintos sistemas de
archivos.(1) Cuando instalamos varios sistemas operativos (Windows, Linux, etc).
(2) Cuando se instala un sistema operativo, como Linux, y en cada partición podemos
instalar distintos sistema de archivos (ext3, ext4, ntfs, fat, etc).
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Estructura del disco y sistemas de archivos tradicionalesEstructura física del discoEstructura Lógica del disco
El disco y sus particionesPartición activa
Partición activa. Es la partición desde donde la BIOS inicia el sistema operativo, a partir delcargador o programa de arranque de ese sistema operativo. También se conoce comopartición de arranque.
Cuando hay varios sistemas operativos instalados, la partición activa contiene el programade arranque el cual presenta un menú con los sistemas operativos a elegir para arrancar.
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Estructura del disco y sistemas de archivos tradicionalesEstructura física del discoEstructura Lógica del disco
particiones del disco
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Estructuras de datos
El sistema de archivos de UnixEstructuras de datos
El Superblock y el inode.
La estructura inode.
Estructuras de datos y llamadas al sistema para acceder a un archivo.
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Estructuras de datos
El sistema de archivos de Unix
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Estructuras de datos
El sistema de archivos de UnixEl Superblock
Contiene atributos y metadatos del sistema de archivos.
Tamaño en bloques de todo el sistema de archivos.
Tamaño en bloques de la lista de inodos.
Número de bloques e inodos libres.
Lista de bloques libres.
Lista de inodos libres.
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El sistema de archivos de UnixEl Sistema de Archivos de DOS
Estructuras de datos
El sistema de archivos de UnixEl inodo (o inode)
Estructura de datos que contiene información de tipo administrativa o metadatos de unarchivo.
Cuando un archivo está abierto, o un directorio está activo, el kernel almacena los datosdesde el dinode del disco a una estructura de datos en memoria, llamada inode.
En disco se denomina on-disk inode o struct dinode.
El in-core corresponde a la estructura que en memoria se denomina inode.
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Estructuras de datos
Estructura del inodo
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Estructuras de datos
La estructura di-addr
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Estructuras de datos
El sistema de archivos de UnixLa estructura di_mode
Almacena el tipo del archivo y los permisos de acceso.
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Estructuras de datos
El sistema de archivos de UnixProtección y permisos de acceso
Se usan números octales para definir los permisos de acceso a un archivo/directorio.
Estos permisos se dividen en tres grupos: dueño, grupo, todos.
Se usa el comando chmod. Ejemplo $chmod 755 archivo
Valor Permiso En directorio Equivale a0 Sin permiso de lectura, - - -
escritura y ejecución1 Solo ejecución - - x2 Solo escritura - w -3 Solo ejecución y escritura - w x 1 + 24 Solo lectura r - -5 Solo ejecución y lectura r - x 1 + 46 Solo escritura y lectura r w - 2 + 47 Ejecución, escritura y lectura r w x 1 + 2 + 4
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El sistema de archivos de UnixEl Sistema de Archivos de DOS
Estructuras de datos
El sistema de archivos de UnixPermisos de acceso especiales
También se usan números octales (1,2,4)
Uno de estos dígitos se antepone a los bits de acceso comunes.
También se usan con el comando chmod. Ejemplo $chmod 1755 archivo
Valor Nombre Descripción Se usa Equivale a4 bit SUID Ejecución con ciertos $chmod 4755 archivo - r w s r - x r - x
privilegios del dueño(ej. comando passwd)
2 bit SGID Ejecución con ciertos $chmod 2755 archivo - r w x r - s r - xprivilegios del grupo
1 bit Sticky Aplicable a directorios. $chmod 1755 archivo d r w x r - x r - tSolo el usuario que creóun archivo con bit stickyen un directorio puedeborrarlo
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IntroducciónEl disco y sus particiones
El sistema de archivos de UnixEl Sistema de Archivos de DOS
Organización de una partición MS-DOS
El Sistema de Archivos de DOSOrganización de una partición MS-DOS
Cabecera: información previa a la zona de datos. Está organizada en sectores (512 bytes) y
contiene:
(1) Sector de arranque.
(2) FAT (File Allocation Table): tabla que describe a qué archivo pertenece cada clusterde datos. Contiene una entrada por cada cluster de datos. Los clusters libres ydefectuosos se marcan con un código especial.
(3) Copia de la FAT: para mejorar la fiabilidad.
Zona de datos donde se almacenan los archivos. Se organiza en clusters.
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IntroducciónEl disco y sus particiones
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Organización de una partición MS-DOS
El Sistema de Archivos de DOSEstrucura del disco en MS-DOS
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IntroducciónEl disco y sus particiones
El sistema de archivos de UnixEl Sistema de Archivos de DOS
Organización de una partición MS-DOS
El Sistema de Archivos de DOSEstrucura de la FAT
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