SISTEMAS DE GESTIÓN DE ARCHIVOS

OBJETIVOS• Optimizar el rendimiento desde el punto de vista

del usuario, en términos de tiempo de respuesta.• Ofrecer soporte de E/S para la variedad de tipos

de dispositivos de almacenamiento.• Minimizar o eliminar la posibilidad de pérdida o

destrucción de datos.• Ofrecer un conjunto estándar de rutinas de

interfaz de E/S.• Proporcionar soporte de E/S para múltiples

usuarios en el caso de sistemas multiusuario.

Arquitectura de los Sistemas de Archivos

NIVELES DE LOS SISTEMAS DE ARCHIVOS

E/S LÓGICASUPERVISOR BASICO E/S

MANEJADORES DE

DISPOSITIVOS

SISTEMA DE ARCHIVOS BASICOS

METODO DE ACCESO

Funciones de la Gestión de Archivos

ORGANIZACIÓN Y ACCESO A ARCHIVOS

Criterios importantes:- Acceso rápido para la recuperación eficaz de

información.- Facilidad de actualización para ayudar a mantener la

información al día.- Economía de almacenamiento para reducir costes.- Mantenimiento sencillo para reducir costes y la

posibilidad de errores.- Fiabilidad para asegurar la confianza en los datos.

CINCO ORGANIZACIONES FUNDAMENTALES

• Pilas

• Archivos Secuenciales

• Archivos Secuenciales Indexados

• Archivos indexados

• Archivos Directos o de Dispersión.

PILAS• Los datos se recogen en el orden en que

llegan. La finalidad de la pila es simple acumular una

masa de datos y guardarla.• Los archivos de la pila se aplican cuando los

datos se recogen y almacenan antes de procesarlos o cuando no son fáciles de organizar.

• Registro de longitud variable conjunto variable de campos con orden cronológico.

ARCHIVOS SECUENCIALES• Todos los registros son de la misma longitud y consta

del mismo numero de campos de tamaño fijo en un orden determinado.

• El campo clave identifica unívocamente al registro; así, los valores de la clave para registros son siempre diferentes.

• Se utilizan normalmente en aplicaciones de procesos por lotes y generalmente son óptimos para dichas aplicaciones si se procesan todos los registros.

• Un archivo secuencial se almacena en bloques, en un orden secuencial simple de los registros.

Ejemplo de archivo secuencial

ESTRUCTURA DE LA ORGANIZACIÓN SECUENCIAL

• Es la forma mas simple de almacenar y recuperar registros de un archivo.

• El primer registro almacenado se coloca al principio del archivo. El segundo se almacena inmediatamente después (no existen posiciones sin uso ), este orden nunca cambia en la organización secuencial.

• Una característica de los archivos secuenciales es que todos los registros se almacenan por posición: de primer registro, segundo etc…

VENTAJAS

• Proveen la mejor utilización de espacio y son rápidos cuando los registros son accesados secuencialmente.

• Los archivos con poca volatilidad, gran actividad y tamaño variable son altamente susceptibles de ser organizados secuencialmente.

DESVENTAJAS:

• El acceso a un registro es pobre, la localización de un determinado registro no se puede hacer individualmente no de manera rápida, y el acceso aleatorio es impráctico.

• En los archivos secuenciales la dirección de registro esta implícita y esta vulnerable a fallas del sistema.

ARCHIVOS SECUENCIALES INDEXADOS1.Un índice de archivo para soportar los accesos

aleatorios

2.Un archivo de desbordamiento (overflow)• El archivo de desbordamiento es similar al

archivo de registro usado en un archivo secuencial, pero esta integrado de forma que los registros del archivo de desbordamiento se ubican en la dirección de un puntero desde su registro precedente.

CARACTERISTICAS:

1. Permiten utilizar el modo de acceso secuencial y el modo de acceso directo para leer la información guardada en sus registros. El modo de acceso directo se hace conociendo el contenido del campo clave del registro que queremos localizar. Con esa información el sistema operativo puede consultar el índice y conocer la posición del registro dentro del fichero.

2. Solamente se puede grabar en un soporte direccionable. Ej.: disco magnético. Si esto no fuera así no podría emplear el acceso directo.

VENTAJAS:Permite el acceso secuencial.Permite el acceso directo a los registros. Se pueden actualizar los registros en el mismo

fichero, sin necesidad de crear un fichero nuevo de copia en el proceso de actualización.

DESVENTAJAS:Ocupa mas espacio en el disco que los ficheros

secuénciales, debido al uso del área de índices.Solo se puede utilizar soportes direccionables.Obliga a una inversión económica mayor, por la

necesidad de programas y, a veces, hardware mas sofisticado.

ARCHIVOS INDEXADOSArchivo en el que acceden a los registros de acuerdo con el valor de un campo clave.

VENTAJAS:

Búsqueda mas rápida gracias a la utilización de un índice. Se pueden actualizar los registros en el mismo fichero, no hay

que crear un fichero nuevo para el proceso de actualización. La organización indexada es conveniente para los archivos con

mediana volatilidad, actividad variable y tamaño relativamente estable.

DESVENTAJAS:

Aumenta el tiempo de acceso a los registros. Solo se puede grabar en soportes direccionales. Inversión económica mayor debido a su mantenimiento. Los registros deben ser de longitud fija.

ARCHIVOS DIRECTOS O DE DISPERSION

Son usados a menudo donde se necesita un acceso rápido, donde se la ejemplos son las guías telefónicas, tablas de precios, horarios y listas de nombres.

Explotan la capacidad de los discos para acceder directamente a cualquier bloque de dirección conocida. Como en los archivos secuenciales y secuenciales indexados, se requiere un campo clave en cada registro. Sin embargo aquí no hay concepto de ordenación secuencial.

Directorios De Archivos

Directorios de archivo:

El directorio es un archivo, poseído por el sistema operativo y accesible a través de diversas rutinas de gestión de archivos.

.

Estructura:

La información puede guardarse en un registro de cabecera asociado al archivo así reduce la cantidad de espacio necesario para el directorio así es mas fácil mantener el directorio o parte en memoria principal para mejorar la velocidad.

Tipos De Operaciones Que Pueden Realizarse En Un

Directorio:Buscar Archivo: Cuando un usuario o aplicación referencia a un archivo , debe buscarse en el directorio la entrada correspondiente al archivo.

Crear Archivo:Al crear un nuevo archivo debe añadirse una entrada al directorio.

Borrar Archivo:Al borrar un archivo debe eliminarse una entrada al directorio.

Listar Directorio:Puede solicitarse todo el directorio o una parte, esta petición la hace un usuario y el resultados es una lista de todos los archivos poseídos por dicho usuario con algunos atributos de cada archivo.

Cada uno de estos directorios puede tener subdirectorios y archivos como entradas.El método mas simple es almacenar cada directorio como un archivo secuencial

Designación:

Los usuarios pueden referirse a un archivo por medio del nombre simbólico, cada archivo de sistema debe tener un nombre único para que las referencias al archivo no sean ambiguas.

El nombre del camino facilita la elección de los nombre de archivo, cada usuario tiene asociado un directorio actual conocido como directorio de trabajo, y las referencias a los archivos son relativas al directorio de trabajo.

Cuando un usuario interactivo se conecte o cuando se cree un proceso el valor por defecto para el directorio de trabajo será el directorio del usuario.

Durante la ejecución el usuario puede navegar por el árbol y así definir directorios de trabajo diferentes.

Compartición de ArchivosEn un sistema multiusuario, casi siempre existe la necesidad de permitir a los usuarios Compartir archivos.

Hay dos problemas que surgen:

Los derechos de accesos.

los accesos simultáneos

Derechos de acceso• El sistema de archivos provee una herramienta

flexible para permitir compartir extensos archivos entre los usuarios. El sistema de archivos debe proporcionar un numero de opciones de modo en que un archivo que es accedido pueda ser controlado. Normalmente, al usuarios o a los grupos de usuarios se les otorgan ciertos derechos de acceso a cada archivo.

• La siguiente lista representa los derecho de acceso que pueden ser asignados a un usuario en particular para un archivo en particular:

• Ninguno:• Conocimiento• Ejecución:• Lectura: • Adición: • Actualización:• Cambio de protección: • Borrado:

• Si un usuario adquiere el derecho de la actualización para un archivo determinado, también habrá adquirido los derechos siguientes: conocimiento, ejecución, lectura y adición.

• El propietario de un archivo dispone de los derecho de acceso listados antes y puede otorgar derechos a los otros. Puede ofrecerse acceso a las siguientes clases de usuarios:

• Usuario específico:• Grupos de usuarios: • Todos:

Acceso Simultáneos

• Un método que consiste en permitir a los usuarios bloquear el archivo entero cuando lo vaya a actualizar. Un mejor control es bloquear los registros individuales durante la actualización. Al disertar la posibilidad de accesos comparados, deben abordarse aspectos de exclusión mutua e interbloqueo.

AGRUPACION DE REGISTROS

• Los registros son la unidad lógica de acceso a los archivos.

• Los bloques son la unidad de entrada y salida.

• Los registros se organizan en bloques.

GESTION DE ARCHIVOS

• Decimos que los bloques deben ser de longitud fija o variable

• En la mayoría de sistemas los bloques son de longitud fija

• Cuanto mayor sea el bloque mas registros se pasaran en una operación de entrada y salida.

Registros de longitud fijaRegistros de longitud variable

METODOS DE AGRUPACION DE REGISTROS

• Bloques fijos: Se usan registros de longitud fija guardándose en cada bloque un numero entero de registro donde puede haber espacio sin usar el final de cada bloque.

• Bloques de longitud variable por tramos: Se usan registros de longitud variable los cuales se agrupan en bloques sin dejar espacios sin usar

GESTION DEL ALMACENAMIENTO SECUNDARIO

GESTION DEL ALMACENAMIENTO SECUNDARIO

En memoria secundaria. Un archivo consta de un conjunto de bloques, el sistema operativa o el sistema de gestión de archivos es responsable de la asignación de los bloques a archivos.• Primero se asigna un espacio en memoria

secundaria a los archivos.• Es necesario crear un registro sobre el

espacio disponible para asignar.

TIPOS DE ASIGNACION

• Asignación Previa• Asignación Dinámica

OPCIONES

• Secciones Contiguas Variables y Grandes• Bloques

ESTRATEGIAS

• Primer Hueco (firt fit)

• Mejor Hueco (best fit)

• Hueco Mas Cercano (nearest fit)

METODOS DE ASIGNACION

ASIGNACIONCONTIGUA

ASIGNACION CADENA

ASINGANCION INDEXADA

Tablas de bits

• El método de las tablas de bits utiliza un vector que contiene un bit por cada bloque del disco. Cada entrada igual a 0 corresponde a un bloque libre y cada 1 corresponde a un bloque en uso.

Asignación encadena (tras concentración)

Asignación indexada por bloques

asignación indexada por secciones de longitud variable

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 al comienzo de la cadena y la longitud de la primera sección. Este método sirve para todas las técnicas de asignación de archivos.

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.

fiabilidad

• Considérese el escenario siguiente:• 1. El usuario A solicita una asignación para

añadir datos a un archivo existente.• 2. La petición se atiende y se actualizan en

memoria principal las tablas de asignación de disco y archivos, pero no aun en el disco.

• 3. El sistema se hunde y a continuación se reinicia

• 4. El usuario B solicita una asignación y se le otorga un espacio en el disco que se solapa con la ultima asignación hecha al usuario A.

• 5. El usuario A accede a la sección solapada mediante una referencia que esta almacenada en el archivo de A.

• Esto surge debido al que el sistema mantiene copias de la tabla de asignación de disco y la tabla de asignación de archivos en memoria principal. Para evitar esto puede seguir los siguientes pasos:

• 1. bloquear en el disco la tabla de asignación de disco

• 2- Buscar espacio disponible en la tabla de asignación de disco.

• 3- Asignar el espacio, actualizar la tabla de asignación de disco y actualizar el disco.

• 4. Actualizar la tabla de asignación de archivos y actualizar el disco.

• 5. Desbloquear la tabla de asignación de disco.

SISTEMA EJEMPLO- SISITEMA UNIX

• el núcleo de UNIX contempla a todos los archivos como flujo de bytes

• UNIX se ocupa de la estructura física de los archivos y se divide en cuatro tipos de archivos

• ORDINARIOS

• DIRECTORIO

• ESPECIALES

• TUBOS CON NOMBRE

SON ARCHIVOS QUE CONTIENE INFORMACION INTRODUCIDA DEL USUARIO .

CONTIENE UNA LISTA DE NOMBRES DE ARCHIVOS Y PUNTEROS A NODO-i. ESTAN ORGANIZADOS JERARQUICAMENTE.

USADOS PARA ACCEDER A DISPOSITIVOS PERISFERICO.

SE VA A OCUPAR DEL MANEJO DE LOS ARCHIVOS ORDINARIOS.

NODOS-i

LOS NODOS-i ES UNA ESTRUCTURA DE CONTROL QUE CONTIENE LA INFORMACION CLAVE DE UN ARCHIVO NECESARIO PARA EL SISTEMA OPERATIVO.

ASIGNACION DE ARCHIVOS

• LOS ARCHIVOS SE ASIGNAN EN BLOQUES.

• LA ASIGNACION ES DINAMICA , A MEDIDA QUE SE NECESITA.

• NO SE EMPLEA ASIGNACION PREVIA.