Sistema de Archivos

Concepto de archivo

Métodos de accesos

Directorio

Protección

Consistencia Semántica

Emely Arráiz

Ene-Mar 08

Sistema de archivos (FS)

Uno de los servicios mas visibles por parte del usuario

Provee una visión lógica de la información almacenada.

Abstracción del dispositivo físico de almacenaje y define una unidad lógica de almacenaje

Sistema de Archivos

El usuario quiere acceso rápido. Garantía de No corrupción de la información en

los archivos. Seguridad en los accesos a los archivos. Formas de acceder o recuperar la información

desde los archivos.

Componentes de un F.S.

Pile SequentialIndexed

Sequential Indexed Hashed

Logical I/O

Supervisor basico I/O

Basic File System

Disk Device Driver Tape Device Driver

Programa Aplicación

Componentes

Device Driver : maneja las interrupciones. Basic File System: se encarga del intercambio de

los bloques físicos. Supervisor: traslada direcciones lógicas a físicas

para la transferencia. Maneja el espacio libre. Logical: permite a los usuarios y aplicaciones el

acceso a la unidad lógica de accesos (registros).

Funciones de un File System

Identificación y localización de archivos. Manejo de directorios para identificar la ubicación

de los archivos y sus atributos. Manejo de los espacios libres. Asignación de archivos a bloques libres. Acceso a los archivos. Control de acceso a los archivos

Concepto de Archivo

Un archivo es una colección de información definida por el usuario. Es un espacio continuo de direcciones lógicas.

Muchas de las veces el S.O. es independiente del significado de los archivos.

Algunos S.O. ven archivos como una secuencia de registros, bits, bytes, lineas, etc.

Tipos de archivos

Datos– numéricos– caracteres– binario

Programa– fuentes– objetos

Documentos

Atributos de un archivo

Nombre: información para el humano Type: necesario para los sistemas que soportan

tipos Location: apuntador al archivo dentro del

dispositivo. Size: tamaño actual Protection: controles para leer, escribir y ejecutar Time, date, and user identification: data para

protección, seguridad y monitoreo.En la estructura directorio, almacenada en disco, se tiene la información de los archivos.

Ninguna - secuencia de palabras o bytes. Registros - colección de información tratadas

como unidad– líneas– longitud fija– longitud variable

Complejas - colección de registros tratados como una unidad. Posee un nombre único y puede restringir el acceso.– Documento formateado– archivo de carga

Estructura

Operaciones sobre archivos

- Crear (create)

- Escribir (write)- Leer (Read)- Reposición dentro del archivo (file seek)- eliminar (delete)- abrir (open(f)) mueve a la memoria la entrada del archivo, encontrada en la estructura directorio.-cerrar (close(f)) mueve, la entrada del archivo que está en memoria, al directorio.

Tipos,Nombres-extensiones

Ejecutable exe, com, bin ornone

Programa lenguaje demáquina

Objecto obj, o Complido, no enlazado

Código fuente c, p, pas, 177,asm, a

Código fuente en varios lenguajes

Batch bat, sh Comandos para elinterpretador

Texto txt, doc Documentos texto

Procesador de palabraswp, tex, rrf, etc. Varios procesadoresde palabra

Librería lib, a Rutinas de librerías

Print or view ps, dvi, gif ASCII or archivos binarios

Archivo arc, zip, tar Archivos agrupados en uno, algunas veces comprimidos

Tipo de archivo extensión Función

Acceso rápido Fácil de actualizar Economía de espacio de almacenaje Simple para mantenimiento Confiabilidad

Criterios para Organización

Montón (Pile) – la data es recogida en el orden como llegan– el objetivo es acumular una masa de data y

salvarla– los registros pueden tener campos diferentes– no tiene estructura– el acceso a los registros se hace de forma

exhaustiva.

Organización lógica

Secuencial – usa formato fijo para los registros– los registros son de la misma longitud – Conjunto fijos de campos en un orden fijo– los nombre de los campos y sus longitudes son

atributos de los archivos– hay un campo clave

identifica unívocamente al registro los registros son almacenados en secuencia de claves.

Organización lógica

Secuencial Indexado – Un archivo índice mejora la capacidad de

acercarse al registros deseado contiene el campo clave y un apuntador al archivo

principal para buscar un campo, el índice es buscado para

encontrar la clave que es igual o precede a la clave deseada

la búsqueda continua en el archivo principal en la posición indicada por el pointer.

– Nuevos registros son sumados a un archivo de overflow

Organización lógica

Secuencial Indexado – El registro en el archivo principal que está antes

del insertado, es actualizado a contener un apuntador al nuevo registro.

– El overflow es mezclado con el archivo principal durante una actualización batch

– Para incrementar eficiencia se pueden colocar múltiples índices.

Organización lógica

Organización Secuencial Indexado

IndexLevels

12

n

Main File

Overflow File

Index

Indexado – Usa múltiples índices para diferentes campos

clave– Tipos de Índices

índice exhaustivo : que contiene una entrada por cada registro en el archivo principal.

índice parcial: contiene una entrada a los registros donde existe el campo de interés.

Organización lógica

Organización Indexada

Exhaustive Index

Exhaustive Index

Partial Index

Directo o Hashed – Acceso directo a un bloque en una dirección

conocida– Un campo clave requerido para cada registro.– No existe el concepto de orden secuencial

Organización lógica

Organización Hashed

Key f

HashFunction

Primary File

Overflow File

Acceso Secuencial – Abre el archivo

read: lee el próximo pedazo write: escribe el próximo pedazo

– reset Acceso Directo

– read: lee de la posición n– Write: escribe en la posición n– position n

read next write next

– rewrite n

n es un número de bloque relativo a la posición actual

Métodos de Acceso

Otros métodos ej. Indexado: el acceso se hace a través de la clave– envuelve la construcción de índices. Los índices

contiene apuntadores a los diferentes bloques.– Buscar el índice y luego usar el apuntador para

encontrar la información deseada.– El tiempo para obtener la información es crítico.– Los datos se procesan muy raramente de forma

exhaustiva.

Métodos de Acceso

Directorios son archivos Contiene información sobre los archivos

– atributos– ubicación– último día de acceso– último día de actualización– propietario, etc.

Provee un mapping entre nombre de archivo (simbólico) y el archivo mismo.

Tanto los archivos como los directorios están en disco

Directorio

Buscar un archivo Crear un archivo Eliminar un archivo Listar un directorio Renombrar un archivo

Operaciones sobre Directorio

Eficiencia - localización rápida de un archivo Nombramiento - forma conveniente para los

usuarios.– Dos usuarios pueden tener el mismo nombre para

archivos diferentes.– El mismo archivo puede tener diferentes nombres.

Agrupación - agrupación lógica de archivos por características o propiedades.

Criterios para Organizar Directorios

Nivel Simple– un solo directorio para todos los usuarios– Problemas de nombre– Problemas de agrupación

Organización

Directorio

Files

A Bo Co xeh

Dos Niveles– Separa directorio de cada usuario– Búsqueda eficiente– Archivos con el mismo nombre pero de diferentes

usuarios– No capacidad de agrupación– MFD (Master File Directory) contiene una entrada

por cada usuario– UFD (User File Directory) contiene una entrada por

cada archivo del usuario

Organización

Organización Dos Niveles

Arbol

Organización

bin programsspell

Arbol– Búsqueda eficiente– Capacidad de agrupación– Directorio Actual (working directory)

cd /spell/mail/prog type list

Organización

Arbol– Path absolutos o relativos– Creación de nuevos archivos es hecho en el

directorio corriente.– Elimina archivos del directorio corriente

rm nombre-archivo

– crear un nuevo subdirectorio mkdir nombre-dir

– Eliminar un directorio implica eliminar todos los subarboles que poseen como raiz el directorio eliminado.

Organización

Grafo Aciclico

Organización

count count A

List

Spell

ROOT

List WList

dict

Grafo Aciclico– Dos nombres diferentes para un mismo archivo– Si dict elimina count, entonces queda apuntador

huérfano. – Soluciones

Apuntadores de retroceao (Backpointers), para que se puedan eliminar TODOS los apuntadores.

Mantener el conteo de las referencias al archivo. No eliminar hasta que no queden apuntadores

Organización

General Graph Directory

How do we guarantee no cycles?– Allow only links to file not subdirectories– Garbage collection– Every time a new link is added use a cycle

detection algorithm to determine whether it is OK

El creador/propietario de un archivo debería ser capaz de controlar– Que se puede hacer con el archivo– Por quien

Tipos de accesos– Read– write– execute– Append– delete– list

Protección

Modos de acceso: read,write,execute Tres clases de usuarios RWX

– propietario 7 = 1 1 1– grupo 6 = 1 1 0– publico 1 = 0 0 1

para cada archivo o directorio se define su acceso– chmod 761 ejem

owner,group,public

Protección

Caracterización del sistema que permite múltiples accesos a archivos compartidos simultáneamente.– Escritura sobre un archivo abierto es visible

inmediatamente a los otros usuarios que lo tienen abierto al mismo tiempo

– Escritura de un archivo abierto no es hecha visible inmediatamente a los demás que lo comparten. Después de que el archivo es cerrado y se abre una nueva sesión es que se ven los cambios

– Inmutables archivos compartidos. Un archivo declarado compartido, no puede ser modificado

Consistencia Semántica