LABORATORIO DE CROMATOGRAFA

INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE PANUCO

CARRERAINGENIERIA EN INFORMATICA

MATERIASISTEMAS OPERATIVOS I

DOCENTELIC. ANGELA PERES FLORENTINO

TRABAJOINVESTIGACIN UNIDAD VSISTEMAS DE ARCHIVOS

ESTUDIANTEVALDEZZ GALLEGOS LUIS JESUS

GRADO Y GRUPO4-401

PANUCO, VER. 27 DE MAYO DE 2014

TABLA DE CONTENIDOUNIDAD V SISTEMAS DE ARCHIVOS35.1.-CONCEPTO35.2 NOCIN DE ARCHIVO REAL Y VIRTUAL.45.3 COMPONENTES DE UN SISTEMA DE ARCHIVOS55.4 ORGANIZACION LOGICA Y FISICA55.5 MECANISMOS DE ACCESO A LOS ARCHIVOS75.6 MANEJO DE ESPACIO EN MEMORIA SECUNDARIA85.7 MODELO JERRQUICO95.8. MECANISMO DE RECUPERACIN EN CASO DE FALLA12CONCLUSIN17BIBLIOGRAFIA18

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UNIDAD V SISTEMAS DE ARCHIVOS

5.1.-CONCEPTO

Los sistemas de archivos o ficheros (en ingles: filesystem), estructuran la informacion guardada en una unidad de almacenamiento (normalmente es un disco duro de una computadora=, que luego ser representada ya sea textual o grficamente utilizando un gestor de archivos. la mayora de los sistemas operativos manejan su propio sistema de archivo.

Un archivo o fichero informtico es una entidad lgica compuesta por una secuencia finita de bytes, almacenada en un sistema de archivos ubicada en la memoria secundaria de un ordenador. Los archivos son agrupados en directorios dentro del sistema de archivos y son identificados por un nombre de archivo. El nombre forma la identificacin nica en relacin a los otros archivos en el mismo directorio.

5.2 NOCIN DE ARCHIVO REAL Y VIRTUAL.

Un archivo virtual (Fig.5.2.1),es un archivo de uso temporal que es utilizado por los procesos del sistema mientras se estn ejecutando dichos procesos. Estos archivos se crean durante la ejecucin de un sistema y los utiliza para el almacenamiento de informacin, intercambio y organizacin mientras se ejecuta el sistema (Fig. 5.2.2), su tamao es muy variable y terminan al detener la ejecucin del sistema, muchos de ellos son borrados, por ejemplo, los archivos*.tmp(Fig. 5.2.3).

Se le conoce como archivo virtual, aquel que contiene los datos generados por el usuario.

Fig.5.2.1 Archivo virtual

Fig. 5.2.2 Ejecucin del proceso

Fig. 5.2.3 Archivos temporales (*.tmp)

Archivo Real (Fig. 5.2.4): Es un objeto que contiene programas, datos o cualquier otro elemento.

Un archivo se muestra de manera real, en la informacin del espacio que ocupa en un disco duro o sistema de almacenamiento, en otras palabras su tamao en bytes.

Fig. 5.2.4 Ejemplos de archivos reales

5.3 COMPONENTES DE UN SISTEMA DE ARCHIVOS

Tanenbaum y Woodhull (1997) Abarcan los siguientes Componentes de Archivos en su investigacin:

En general, un Sistema de Archivos est compuesto por: Mtodos De Acceso, Administracin De Archivos, Administracin De Almacenamiento Secundario, Mecanismos de Integridad.

Mtodos De Acceso. Se ocupan de la manera en que se tendr acceso a la informacin almacenada en el archivo. Ejemplo: Secuencial, Directo, indexado, etc.

Administracin De Archivos. Se ocupa de ofrecer los mecanismos para almacenar, compartir y asegurar archivos, as como para hacer referencia a ellos.

Administracin De Almacenamiento Secundario. Se ocupa de asignar espacio para los archivos en los dispositivos de almacenamiento secundario.

Mecanismos De Integridad. Se ocupan de garantizar que no se corrompa la informacin de un archivo, de tal manera que solo la informacin que deba estar en el, se encuentre ah.

5.4 ORGANIZACION LOGICA Y FISICA

Se refiere a las diferentes maneras en las que puede ser organizada la informacin de los archivos, as como las diferentes maneras en que sta puede ser accesada.

Dado que hay 2 niveles de visin de los archivos (fsico y lgico), se puede hablar tambin de 2 aspectos de organizacin de archivos: organizacin de archivos lgicos y de archivos fsicos.

Ejemplo de una organizacin de archivos

De archivos lgicos. Contempla la organizacin desde el punto de vista lgico. por ejemplo, secuencial, directo, etc.

De archivos fsicos. Contempla la administracin de archivos desde la perspectiva fsica, particularmente la organizacin del almacenamiento en disco a nivel de pistas y sectores.

Este tipo de organizacin muestra a su vez, 2 aspectos importantes: mtodos de asignacin de espacio libre y asignacin de espacio de almacenamiento del archivo.

Organizacin lgica.

La mayora de las computadoras organizan los archivos en jerarquas llamadas carpetas, directorios o catlogos. (el concepto es el mismo independientemente de la terminologa usada.) Cada carpeta puede contener un nmero arbitrario de archivos, y tambin puede contener otras carpetas. Las otras carpetas pueden contener todava ms archivos y carpetas, y as sucesivamente, construyndose un estructura en rbol en la que una carpeta raz (el nombre vara de una computadora a otra) puede contener cualquier nmero de niveles de otras carpetas y archivos. a las carpetas se les puede dar nombre exactamente igual que a los archivos (excepto para la carpeta raz, que a menudo no tiene nombre). El uso de carpetas hace ms fcil organizar los archivos de una manera lgica.

Mtodos de asignacin de espacio libre

Un mtodo de asignacin de espacio libre determina la manera en que un sistema operativo controla los lugares del disco que no estn siendo ocupados. Para el control del espacio libre se puede utilizar como base alguno de los mtodos tericos: vector de bits, lista ligada, por agrupacin y por contador.

5.5 MECANISMOS DE ACCESO A LOS ARCHIVOS

Existen varios mecanismos para acceder los archivos: Directorios, descriptores de archivos, mecanismos de control de acceso y procedimientos para abrir y cerrar archivos.

Descriptores de archivos.

El descriptor de archivos o bloque de control de archivos es un bloque de control que contiene informacin que el sistema necesita para administrar un archivo.

Es una estructura muy dependiente del sistema.

Puede incluir la siguiente informacin:

Nombre simblico del archivo. Localizacin del archivo en el almacenamiento secundario. Organizacin del archivo (mtodo de organizacin y acceso). Tipo de dispositivo. Datos de control de acceso. Tipo (archivo de datos, programa objeto, programa fuente, etc.). Disposicin (permanente contra temporal). Fecha y tiempo de creacin. Fecha de destruccin. Fecha de la ltima modificacin. Suma de las actividades de acceso (nmero de lecturas, por ejemplo). Los descriptores de archivos suelen mantenerse en el almacenamiento secundario; se pasan al almacenamiento primario al abrir el archivo.

El descriptor de archivos es controlado por el sistema de archivos; el usuario puede no hacer referencia directa a l.

A cada uno de los archivos se le asigna un descriptor el cual contendr toda la informacin que necesitar el sistema de archivos para ejecutar con l los comandos que se le soliciten. El descriptor se mantendr en memoria principal desde que el archivo es abierto hasta que sea cerrado, y debe tener al menos la siguiente informacin, identificacin del archivo, lugar de almacenamiento, informacin del modo de acceso.

Identificacin del archivo. Consiste de dos partes que es el nombre simblico que es el que le da el usuario y un identificador interno que es asignado por el sistema operativo (nmero). Lugar de almacenamiento as como el tamao del archivo. Modo de acceso. Se debe indicar en forma explcita quien puede accesar el archivo y conque derecho.

Fig. 5.5.1 Ejemplo ilustrativo del control de acceso

Mecanismo de control de acceso.

Control de un sistema de informacin especializado en detectar los intectos de acceso, permitiendo el paso de las entidades autorizadas, y denegando el paso a todas las dems. Involucra medios tcnicos y procedimientos operativos.

Mecanismo que en funcin de la identificacin ya autenticada permite acceder a datos o recursos.

Los Directorios son utilizados por el sistema operativo para llevar un registro de los archivos que incluye el nombre, los atributos y las direcciones en disco donde se almacenan los datos del archivo referenciado.

Open (abrir): antes de utilizar un archivo, un proceso debe abrirlo. La finalidad es permitir que el sistema traslade los atributos y la lista de direcciones en disco a la memoria principal para un rpido acceso en llamadas posteriores.

Close (cerrar): cuando concluyen los accesos, los atributos y direcciones del disco ya no son necesarios, por lo que el archivo debe cerrarse y liberar la tabla de espacio interno.

5.6 MANEJO DE ESPACIO EN MEMORIA SECUNDARIA

El sistema de archivos se ocupa primordialmente de administrar el espacio de almacenamiento secundario, sobre todo el espacio en disco. El manejo del espacio libre en disco se lleva a cabo de la siguiente manera:

Vector de bits. Lista ligada (lista libre). Por conteo (agrupacin). Vector de bits.

El espacio libre en disco es frecuentemente implementado como un mapa de bits, donde cada sector es representado por un bit y si el sector es libre el bit es cero de lo contrario est asignado.Lista ligada

Existe una cabecera en la que se tiene la direccin del primer sector vacio, ese sector a su vez, tiene un apuntador al siguiente sector, y as sucesivamente hasta que se encuentre una marca indicando que ya no hay espacio libre.

Por conteo

Aqu, por cada conjunto de sectores contiguos que estn vacios, se tiene por cada apuntador, un nmero de inicio y el tamao del grupo de sectores vacios.Mtodos de asignacin de espacio en disco.Un mtodo de asignacin de espacio en disco determina la manera en que un Sistema Operativo controla los lugares del disco ocupados por cada archivo de datos.

Contigua Ligada Indexada

Asignacin contigua

Este mtodo 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.

Asignacin ligada

En este mtodo, 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.

Asignacin indexada

Cada archivo tiene su bloque ndice, El cual es un arreglo de direcciones de bloques de disco. La i-sima entrada en el bloque ndice apunta al i-simo bloque que conforma el archivo.

5.7 MODELO JERRQUICO

El directorio contiene un conjunto de datos por cada archivo referenciado.Una posibilidad es que el directorio contenga por cada archivo referenciado:

El nombre. Sus atributos. Las direcciones en disco donde se almacenan los datos.Otra posibilidad es que cada entrada del directorio contenga:

El nombre del archivo. Un apuntador a otra estructura de datos donde se encuentran los atributos y las direcciones en disco.

Al abrir un archivo el s. o:

Busca en su directorio el nombre del archivo. Extrae los atributos y direcciones en disco. Graba esta informacin en una tabla de memoria real. Todas las referencias subsecuentes al archivo utilizarn la informacin de la memoria principal.

El nmero y organizacin de directorios vara de sistema en sistema:

Directorio nico: el sistema tiene un solo directorio con todos los archivos de todos los usuarios. Un directorio por usuario: el sistema habilita un solo directorio por cada usuario. Un rbol de directorios por usuario: el sistema permite que cada usuario tenga tantos directorios como necesite, respetando una jerarqua general.

Nombre de las rutas de acceso

Cuando el sistema de archivos est organizado como un rbol de directorios se necesita una forma de determinar los nombres de los archivos.

Los principales mtodos para nombres de los archivos son:

Ruta de Acceso Absoluta:

Cada archivo tiene una ruta de acceso absoluta. Consta de la ruta de acceso desde el directorio raz hasta el archivo. Los componentes de la ruta de acceso se separan mediante algn carcter llamado separador.

Ruta de Acceso Relativa:

Se utiliza junto con el concepto de directorio de trabajo o directorio activo. Todos los nombres que no comiencen en el directorio raz se toman en relacin con el directorio de trabajo. El nombre absoluto de la ruta de acceso siempre funciona, sin importar cual sea el directorio de trabajo.

Operaciones con directorios

Las llamadas al sistema permitidas para el manejo de los directorios tienen variacin de sistema a sistema.

Las ms comunes son las siguientes:

Create (crear): se crea un directorio vaco. Delete (eliminar): se elimina un directorio, que debe estar vaco. Opendir (abrir directorio): se pueden leer los directorios:

Antes de poder leer un directorio, ste debe ser abierto.

Closedir (cerrar directorio): cuando se ha ledo un directorio, ste debe ser cerrado para liberar el espacio correspondiente de la tabla interna. Readdir (leer directorio): regresa la siguiente entrada en un directorio abierto, sin importar el tipo de estructura de directorios que se utilice. Rename (cambiar de nombre): cambia el nombre de un directorio de manera similar al cambio para archivos. Link (ligar): es una tcnica que permite que un archivo aparezca en ms de un directorio:

Especifica un archivo existente y el nombre de una ruta de acceso. Crea un enlace del archivo ya existente con el nombre especificado en la ruta de acceso.

Unlink (desligar): se elimina una entrada del directorio:

Si el archivo que se desea desligar aparece solo en un directorio (el caso normal):

Se elimina del sistema de archivos.

Si el archivo que se desea desligar, est presente en varios directorios: Solo se elimina la ruta de acceso especificada. Las dems rutas permanecen.

5.8. MECANISMO DE RECUPERACIN EN CASO DE FALLA

RecuperacinLos archivos y directorios se mantienen tanto en memoria principal como en disco, y debe tener. Se cuidado para que los fallos del sistema no provoquen una prdida de datos o una incoherencia en los mismos.Comprobacin de coherencia.Como hemos explicado en la Seccin 11.3, parte de la informacin de directorios se almacena en la memoria principal (o en cach) para acelerar el acceso. La informacin de directorios en11a memoria principal est, generalmente, ms actualizada que la correspondiente informacin en el disco, porque la informacin de directorios almacenada en cach no se escribe necesariamente en el disco nada ms producirse la actualizacin.Considere, entonces, el posible ejemplo de un fallo de la computadora. El contenido de la cach y de los bferes, as como de las operaciones de E/S que se estuvieran realizando en ese momento, pueden perderse, y con l se perdern los cambios realizados en los directorios correspondientes a los archivos abiertos. Dicho suceso puede dejar el sistema de archivos en un estado incoherente. El estado real de algunos archivos no ser el que se describe en la estructura de directorios.Con frecuencia, suele ejecutarse un programa especial durante el reinicio para comprobar las posibles incoherencias del disco y corregidas.El comprobador de coherencia (un programa del sistema tal como fsck en UNIX o chkdsk en MS-DOS), compara los datos de la estructura de directorios con los bloques de datos del disco y trata de corregir todas las incoherencias que detecte. Los algoritmos de asignacin y de gestin del espacio libre dictan los tipos de problemas que el comprobador puede tratar de detectar y dictan tambin el grado de xito que el comprobador puede tener en esta tarea. Por ejemplo, si se utiliza un sistema de asignacin enlazada y existe un enlace entre cada bloque y el siguiente, puede reconstruirse el archivo completo a partir de los bloques de datos y volver a crear la estructura de directorios. Por el contrario, la prdida de una entrada de directorio en un sistema de asignacin indexada puede ser desastrosa, porque los bloques de datos no tienen ningn conocimiento acerca de los dems bloques de datos del archivo. Por esta razn, UNIX almacena en cach las entradas de directorio para las lecturas, pero todas las escrituras de datos que provoquen algn cambio en la asignacin de espacio o en algn otro tipo de metadato se realizan sncronamente, antes de escribir los correspondientes bloques de datos. Por supuesto, tambin pueden aparecer problemas si se interrumpe una escritura sncrona debido a un fallo catastrfico.

Fig. 5.8.1 ErroresLa perdida de la informacin es uno de los factores que se le debe de dar mayor importancia, por la sencilla razn de que al perder informacin se puede perder lo que no nos podemos imaginar en cuanto a la misma y ocasionar perdidas hasta hablar de una gran cantidad de dinero. Para solucionar este o estos problemas todo sistema operativo cuenta con al menos una herramienta de software que nos permite recuperar informacin perdida hasta cierta medida, esto obedece de acuerdo al dao causado o los daos. Si el sistema no cuenta con la herramienta necesaria, deber adquirirse el software apropiado de algn fabricante especializado en el ramo, por ejemplo Norton.Es necesario proteger la informacin alojada en el sistema de archivos, efectuando los resguardos correspondientes.De esta manera se evitan las consecuencias generalmente catastrficas de la prdida de los sistemas de archivos.Las prdidas se pueden deber a problemas de hardware, software, hechos externos, etc.Manejo de un bloque defectuoso:Se utilizan soluciones por hardware y por software.Lasolucin en hardware: Consiste en dedicar un sector del disco a lalista de bloques defectuosos. Al inicializar el controlador por primera vez: Lee lalista de bloques defectuosos. Elige un bloque (o pista) de reserva para reemplazar los defectuosos. Registra la asociacin en la lista de bloques defectuosos. En lo sucesivo, las solicitudes del bloque defectuoso utilizarn el de repuesto.Lasolucin en software: Requiere que el usuario o el sistema de archivos construyan unarchivo con todos los bloques defectuosos. Se los elimina de lalista de bloques libres. Se crea unarchivo de bloques defectuosos: Esta constituido por los bloques defectuosos. No debe ser ledo ni escrito. No se debe intentar obtener copias de respaldo de este archivo.Respaldos (copias de seguridad o de back-up):

Fig. 5.8.2 Es necesario realizar respaldos para asegurar informacinEs muy importante respaldar los archivos con frecuencia.Los discos magnticos fallan en ocasiones y es necesario tener cuidado para garantizar que los datos perdidos debido a esos fallos no se pierdan para siempre. Con este fin, pueden utilizarse programas del sistema para realizar una copia de seguridad de los datos del disco en otro dispositivo de almacenamiento, como por ejemplo un disquete, una cinta magntica, un disco ptico incluso otro disco duro. La recuperacin de la prdida de un archivo individual o de un disco completo puede ser entonces, simplemente, una cuestin de restaurar los datos a partir de la copia de seguridad.Los respaldos pueden consistir en efectuar copias completas del contenido de los discos (flexibles o rgidos).Una estrategia de respaldo consiste en dividir los discos enreas de datos y reas de respaldo, utilizndolas de a pares: Se desperdicia la mitad del almacenamiento de datos en disco para respaldo. Cada noche (o en el momento que se establezca), la parte de datos de la unidad 0 se copia a la parte de respaldo de la unidad 1 y viceversa.Otra estrategia es el vaciado por incrementos orespaldo incremental: Se obtiene una copia de respaldo peridicamente (por ej.: una vez por mes o por semana), llamada copia total. Se obtiene una copia diaria solo de aquellos archivos modificados desde la ltima copia total; en estrategias mejoradas, se copian solo aquellos archivos modificados desde la ltima vez que dichos archivos fueron copiados. Se debe mantener en el disco informacin de control como unalista de los tiempos de copiadode cada archivo, la que debe ser actualizada cada vez que se obtienen copias de los archivos y cada vez que los archivos son modificados. Puede requerir una gran cantidad de cintas de respaldo dedicadas a los respaldos diarios entre respaldos completos.Para minimizar la cantidad de datos que haya que copiar, podemos utilizar la informacin contenida en la entrada de directorio de cada archivo. Por ejemplo, si el programa de copia de seguridad sabe cundo se realiz la ltima copia de seguridad de un archivo y la fecha de ltima modificacin del archivo contenida en el directorio indica que el archivo no ha cambiado desde esa fecha, no ser necesario volver a copiar el archivo. As un plan tpico de copia de seguridad podra ser el siguiente: Da 1. Copiar en el soporte de copia de seguridad todos los archivos del disco. Esto se denomina copia de seguridad completa. Da 2. Copiar en otro soporte fsico todos los archivos que se hayan modificado desde el da 1. Esta es una copia de seguridad incremental. Da 3. Copiar en otro soporte fsico todos los archivos que se hayan modificado desde el da 2. Da N. Copiar en otro soporte fsico todos los archivos que se hayan modificado desde el da N - 1. Despus, volver al da 1.Podemos escribir las copias de seguridad correspondientes al nuevo ciclo sobre el conjunto anterior de soportes fsicos o en un nuevo conjunto de soportes de copia de seguridad. De esta forma, podemos restaurar un disco completo comenzando la restauracin con la copia de seguridad completa y continuando con cada una de las copias de seguridad incrementales. Por supuesto, cuanto mayor sea el valor de N, ms cintas o discos habr que leer para efectuar una restauracin completa. Una ventaja adicional de este ciclo de copia de seguridad es que podemos restaurar cualquier archivo que haya sido borrado accidentalmente durante ese ciclo, extrayendo el archivo borrado de la copia de seguridad del da anterior. La longitud del ciclo ser un compromiso entre la cantidad de soportes fsicos de copia de seguridad requeridos y el nmero de das pasados a partir de los cuales podamos realizar una restauracin. Para reducir el nmero de cintas que haya que leer para efectuar una restauracin, una opcin consiste en realizar una copia de seguridad completa y luego copiar cada da todos los archivos que hayan cambiado desde la ltima copia de seguridad completa. De esta forma, puede realizarse la restauracin utilizando slo la copia de seguridad incremental ms reciente y la copia de seguridad completa, no necesitndose ninguna otra copia de seguridad incremental. El compromiso inherente a este sistema es que el nmero de archivos modificado se incrementa a diario, por lo que cada copia de seguridad incremental sucesiva contiene ms archivos y requiere ms espacio en el soporte de copia de seguridad.

CONCLUSIN

BIBLIOGRAFIA

http://sistemasoperativos2.bligoo.com.mx/5-1-concepto#.U4O9mNJ5OSo

http://sistemasoperativos.angelfire.com/html/5.2.html

http://so-candelero.blogspot.mx/2008/11/53-componentes-de-un-sistema-de.html

http://sistemas.itlp.edu.mx/tutoriales/sistemasoperativos2/unidad4.htm#componentes del sistema de archivos

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http://equipo1tecos.blogspot.mx/2011/11/5.html

http://uroboros.bligoo.mx/5-7-modelo-jerarquico#.U4PFMtJ5OSo

http://sistemasoperativos.angelfire.com/html/5.8.html