Informe Sistema de Archivos

5/7/2018 Informe Sistema de Archivos - slidepdf.com

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UNIVERSIDAD DE CARABOBO

FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA

DEPARTAMENTO DE COMPUTACIÓN

SISTEMAS OPERATIVOS

Integrantes:

Ilimar Vásquez

Lisset Orozco

Isabel Nieto

Luandry PérezOrlando Pandares

Prof.: Mirella Herrera Bárbula, Julio 2011



Implantación de Archivos

El aspecto clave de la implantación del almacenamiento de archivos es el registro

de los bloques asociados a cada archivo.

Algunos de los métodos utilizados son los siguientes:

• Asignación contigua o adyacente:Los archivos son asignados a áreas contiguas de almacenamiento secundario.

Las principales ventajas son:

Facilidad de implantación, ya que solo se precisa el número del bloque de

inicio para localizar un archivo.

Rendimiento excelente respecto de la e / s.

Las principales desventajas son:

Se debe conocer el tamaño máximo del archivo al crearlo.

Produce una gran fragmentación de los discos.

• Asignación no contigua:

Son esquemas de almacenamiento más dinámicos donde destaca la asignación

encadenada orientada hacia el sector, en esta el disco se considera compuesto de

sectores individuales y los archivos constan de varios sectores que pueden estar

dispersos por todo el disco donde los sectores que pertenecen a un archivo común

contienen apuntadores de uno a otro formando una “lista encadenada”, una “lista

de espacio libre” contiene entradas para todos los sectores libres del disco. Las

ampliaciones o reducciones en el tamaño de los archivos se resuelven actualizando

la “lista de espacio libre” y no hay necesidad de condensación.

Las principales desventajas son:

Debido a la posible dispersión en el disco, la recuperación de registros

lógicamente contiguos puede significar largas búsquedas.

El mantenimiento de la estructura de “listas encadenadas” significa unasobrecarga en tiempo de ejecución.

Los apuntadores de la estructura de lista consumen espacio en disco.



Asignación Por Bloques

• Es más eficiente y reduce la sobrecarga en ejecución.

• Es una mezcla de los métodos de asignación contigua y no contigua.

• Se asignan bloques de sectores contiguos en vez de sectores individuales.

• El sistema trata de asignar nuevos bloques a un archivo eligiendo bloques

libres lo más próximos posible a los bloques del archivo existentes.

• Las formas más comunes de implementar la asignación por bloques son:

Encadenamiento de bloques.

Encadenamiento de bloques de índice.

Transformación de archivos orientada hacia bloques.

Encadenamiento De Bloques O Lista Ligada:

• No tiene fragmentación externa.

• Sólo es razonablemente óptimo con acceso secuencial; para los demás es

lento.

• Las entradas en el directorio de usuarios apuntan al primer bloque de cada

archivo.

• Cada uno de los bloques de longitud fija que forman un archivo contiene

dos partes:

Un bloque de datos.

Un apuntador al bloque siguiente.

• Cada bloque contiene varios sectores.

• Frecuentemente el tamaño de un bloque se corresponde con el de una pista

completa del disco.

• Localizar un registro determinado requiere:

Buscar en la cadena de bloques hasta encontrar el bloque apropiado.

Buscar en el bloque hasta encontrar el registro.

• El examen de la cadena desde el principio puede ser lento ya que debe

realizarse de bloque en bloque, y pueden estar dispersos por todo el disco.

• La inserción y el retiro son inmediatos, dado que se deben modificar los

apuntadores del bloque precedente.• Se pueden usar “listas de encadenamiento doble”, hacia adelante y hacia

atrás, con lo que se facilita la búsqueda.



FAT (Tabla De Asignación De Ficheros): Es una modificación a la

asignación enlazada.

• Contiene una entrada por

cada bloque de disco.

• Está ordenada por número

de Bloque.

• Cada entrada almacena el

número del siguiente

bloque en el que continúa

el fichero.

• Los bloques libres

aparecen marcados con 0.

• El final de fichero con un

EOF (-1).

• La entrada de directorio es como la mostrada en la figura.

• La FAT está almacenada en el disco.

Para optimizar se copia en memoria principal cuando se monta la

unidad.

• Mejora el tiempo de búsqueda en acceso aleatorio frente al enlazado puro.



Encadenamiento De Bloques De Índices:• Los apuntadores son colocados en

varios bloques de índices separados:

Cada bloque de índices contiene

un número fijo de elementos.

Cada entrada contiene un

identificador de registros y un

apuntador a ese registro.

Si es necesario utilizar más de

un bloque de índices para

describir un archivo, se

encadena una serie de bloques

de índices.

• La gran ventaja es que la búsqueda

puede realizarse en los propios bloques

de índices.

• Los bloques de índices pueden

mantenerse juntos en el almacenamiento secundario para acortar la

búsqueda, pero para mejor performance podrían mantenerse en el

almacenamiento primario.

• La principal desventaja es que las inserciones pueden requerir la

reconstrucción completa de los bloques de índices:

Una posibilidad es dejar vacía una parte de los bloques de índices

para facilitar inserciones futuras y retardar las reconstrucciones.

• Es suficiente que el dato del directorio contenga el número de bloque inicial

para localizar todos los bloques restantes, sin importar el tamaño del

archivo



Transformación De Archivos Orientada Hacia Bloques:

• Se utilizan números de bloques en vez de apuntadores.

• Los números de bloques

se convierten fácilmente

a direcciones de bloques

gracias a la geometría

del disco.

• Se conserva un mapa

del archivo, conteniendo

una entrada para cada

bloque del disco.

• Las entradas en el

directorio del usuario

apuntan a la primera

entrada al mapa del

archivo para cada

archivo.

• Cada entrada al mapa

del archivo contiene el

número del bloque

siguiente de ese archivo.

• La entrada al mapa del

archivo correspondiente

a la última entrada de

un archivo determinado

se ajusta a algún valor

“centinela” (“nil”) para indicar que se alcanzó el último bloque de un

archivo.

• El sistema puede mantener una lista de bloques libres.

• La principal ventaja es que las cercanías físicas del disco se reflejan en el

mapa del archivo



Nodos-I (Nodos Índices):

• Se asocia a cada archivo una pequeña tabla, llamada nodo-i (nodo índice):

Contiene los atributos y direcciones en disco de los bloques del

archivo.

Se traslada del disco a la memoria principal al abrir el archivo.

En rigor, almacena solo las primeras direcciones en disco:

Si el archivo es pequeño, toda la información está en el nodo-i.

Si el archivo es grande, una de las direcciones en el nodo-i es la

dirección de un bloque en el disco llamado bloque simplemente

indirecto:

Contiene las direcciones en disco adicionales.

Si resulta insuficiente, otra dirección en el nodo-i, el bloque

doblemente indirecto, contiene la dirección de un bloque que

presenta una lista de los bloques simplemente indirectos:

Cada bloque simplemente indirecto apunta a un grupo

de bloques de datos.

De ser necesario se pueden utilizar bloques triplemente

indirectos



Implementación de Directorios

La selección de los algoritmos de asignación de directorios y gestión de

directorios afecta significativamente a la eficiencia, las prestaciones y la fiabilidad

del sistema de archivos. En esta sección vamos a ver los compromisos existentes a

la hora de seleccionar uno de los algoritmos.

Lista lineal

El método más simple para implementar un directorio consiste en utilizar

una lista lineal de nombres de archivos, con punteros a los bloques de datos. Este

método es simple de programar, pero requiere mucho tiempo de ejecución. Para

crear un nuevo archivo, debemos primero explorar el directorio para asegurarnos

de que no haya ningún archivo existente con el mismo nombre. Después,

añadiremos una nueva entrada al final del directorio.

Para borrar un archivo, exploraremos el directorio en busca del archivo

especificado y liberaremos el espacio asignado al mismo. Para reutilizar la entrada

del directorio, podemos hacer varias cosas: podemos marcar la entrada como no

utilizada, o podemos insertarla en una lista de entradas libres de directorio. Una

tercera alternativa consiste en copiar la última entrada del directorio en la

ubicación que ha quedado libre y reducir la longitud del directorio. También puede

utilizarse una lista enlazada para reducir el tiempo requerido para borrar un

archivo.

La principal desventaja de una lista lineal de entradas del directorio es que,

para localizar un archivo, se requiere realizar una búsqueda lineal. La información

de directorio se utiliza frecuentemente y los usuarios notaran inmediatamente que

el acceso a esa información es muy lento.

Tabla Hash

Otro tipo de estructura de datos utilizado para los directorios de archivosson las tablas hash. Con este método, se método, se almacenan las entradas de

directorio en una lista lineal, pero también se utiliza una estructura de datos hash.

La tabla hash toma un valor calculado a partir del nombre del archivo y

devuelve un puntero a la ubicación de dicho nombre de archivo dentro de la lista

lineal. Por tanto, puede reducir enormemente el tiempo de búsqueda en el



directorio. La inserción y el borrado son también bastante sencillas, aunque es

necesario tener en cuenta la posible aparición de colisiones, que son aquellas

situaciones en las que dos nombres de archivo proporcionan, al aplicar la función

hash, la misma ubicación dentro de la lista.

Las principales dificultades asociadas con las tablas hash son que su tamaño

es, por regla general, fijo y que la función hash depende de dicho tamaño.

Alternativamente, podemos usar una tabla hash con desbordamiento encadenada.

Cada entrada hash puede ser una lista enlazada en lugar de un valor individual y

podemos resolver las colisiones añadiendo la nueva entrada a esa lista enlazada.

Este mecanismo puede ralentizar algo las entradas de la tabla que se

mapeen sobre el mismo valor hash. De todos modos, este método será

normalmente mucho más rápido que una búsqueda lineal a atreves de todo el

directorio. Archivos Compartidos

Frecuentemente conviene que los archivos compartidos aparezcan

simultáneamente en distintos directorios de distintos usuarios.

El propio sistema de archivos es una gráfica dirigida acíclica en vez de un árbol.

La conexión entre un directorio y un archivo de otro directorio al cual comparten

se denomina enlace.

Si los directorios realmente contienen direcciones en disco:

• Se debe tener una copia de las direcciones en disco en el directorio que

accede al archivo compartido al enlazar el archivo.

• Se debe evitar que los cambios hechos por un usuario a través de un

directorio no sean visibles por los demás usuarios, para lo que se

consideraran dos soluciones posibles.

Primera solución:

• Los bloques del disco no se enlistan en los directorios, sino en una pequeña

estructura de datos asociada al propio archivo.• Los directorios apuntarían solo a esa pequeña estructura de datos, que

podría ser el nodo-i.

Segunda solución:

• El enlace se produce haciendo que el sistema cree un nuevo archivo de tipo

“link”.



1

• El archivo “link”:

o Ingresa al directorio del usuario que accede a un archivo de otro

directorio y usuario.

o Solo contiene el nombre de la ruta de acceso del archivo al cual se

enlaza.

• Este criterio se denomina enlace simbólico.

Desventajas de la primera solución:

• La creación de un enlace:

o No modifica la propiedad respecto de un archivo.

o Aumenta el contador de enlaces del nodo-i: El sistema sabe el número

de entradas de directorio que apuntan en cierto momento al archivo.

• Si el propietario inicial del archivo intenta eliminarlo, surge un problema

para el sistema:

o Si elimina el archivo y limpia el nodo-i, el directorio que enlazo al

archivo tendrá una entrada que apunta a un nodo-i no válido.

o Si el nodo-i se reasigna a otro archivo el enlace apuntará al archivo

incorrecto.

o El sistema puede ver por medio del contador de enlaces en el nodo-i

que el archivo sigue utilizándose pero no puede localizar todas las entradas

de directorio asociadas a ese archivo para eliminarlas.

• La solución podría ser:

Eliminar la entrada del directorio inicialmente propietario del archivo y dejar intacto

el nodo-i y se daría el caso que el directorio que posee el enlace es el único que

posee una entrada de directorio para un archivo de otro directorio, para el cual

dicho archivo ya no existe, esto no ocurre con los enlaces simbólicos ya que solo el

propietario verdadero tiene un apuntador al nodo-i, los usuarios enlazados al

archivo solo tienen nombres de rutas de acceso y no apuntadores a nodo-i y

cuando el propietario elimina un archivo, este se destruye.

Desventajas de la segunda solución:

• El principal problema es su costo excesivo, especialmente en accesos a

disco, puesto que se debe leer el archivo que contiene la ruta de acceso,

analizarla y seguirla componente a componente hasta alcanzar el nodo-i.

• Se precisa un nodo-i adicional por cada enlace simbólico y un bloque

adicional en disco para almacenar la ruta de acceso.



1

• Los archivos pueden tener dos o más rutas de acceso, debido a lo cual, en

búsquedas genéricas se podría encontrar el mismo archivo por distintas

rutas y tratárselo como si fueran archivos distintos.

Los enlaces simbólicos tienen la ventaja de que se pueden utilizar para enlazar

archivos en otras máquinas, en cualquier parte del mundo; se debe proporcionar

solo la dirección de la red de la máquina donde reside el archivo y su ruta de

acceso en esa máquina.

Administración de Bloques Libres

Al igual que el espacio asignado a los archivos, se debe gestionar el espacio que

no queda asignado actualmente a ningún archivo. Para llevar a cabo cualquiera de

las técnicas de asignación que se han descrito, es necesario saber que bloques deldisco están disponibles. Por tanto, hace falta una tabla de asignación de disco

además de una tabla de asignación de archivos. Tres técnicas son de uso común:

Las tablas de bits, las secciones libres encadenadas y la indexación.

Tablas de Bits:

El método de las tablas de bits utiliza un vector que contiene un bit por cada

bloque del disco. Cada entrada de igual a 0 corresponde a u bloque libre y cada 1

corresponde a un bloque en uso. Las tablas de bits tienen la ventaja de que esrelativamente fácil encontrar un bloque o un grupo continuo de bloques libres. Las

tablas de bits trabajan bien con cualquiera de los métodos de asignación de

archivos. Otra ventaja es que puede ser tan pequeña como sea posible y puede

mantenerse en memoria cada vez que se realice una asignación.

Secciones libres encadenadas:

Las secciones libres pueden encadenarse juntas mediante un puntero y un valor de

longitud en cada sección libre. Este método tiene un gasto mínimo porque no hay

necesidad de tabla de asignación de disco, sin simplemente un puntero alcomienzo de la cadena y la longitud de la primera sección. Este método sirve para

todas las técnicas de asignación de archivos.



1

Indexación:

El método de indexación trata el espacio libre como si fuera un archivo y utiliza

una tabla índice. Por razones de eficiencia, el índice debe trabajar con secciones de

tamaño variable mejor que con bloques. De este modo, habrá una entrada en la

tabla para cada sección libre del disco. Este procedimiento ofrece un soporte eficaz

para todos los métodos de asignación de archivos.



1

Bibliografía

Introducción a los Sistemas Operativos

H. M. Deitel.. Addison-Wesley Iberoamericana, México, 1987.

Sistemas Operativos Modernos

A. S. Tanenbaum. Prentice Hall Hispanoamericana, S.A., México, 1993

De la Web:

http://exa.unne.edu.ar/depar/areas/informatica/SistemasOperativos/SO4.htm

http://sistemas.itlp.edu.mx/tutoriales/sistemasoperativos2/unidad4.htm

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