Este documento describe los objetivos y la arquitectura de los sistemas de archivos. Sus objetivos principales son optimizar el rendimiento del usuario, ofrecer soporte de E/S para diferentes dispositivos de almacenamiento, minimizar la pérdida de datos y proporcionar un conjunto estándar de rutinas de interfaz de E/S. Describe la organización de los sistemas de archivos en varios niveles y las cinco organizaciones fundamentales de archivos.

2. 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.

4. Arquitectura de los Sistemas de
Archivos
NIVELES DE LOS
SISTEMAS DE ARCHIVOS
MANEJADORES SISTEMA DE SUPERVISOR METODO DE
DE ARCHIVOS E/S LÓGICA
BASICO E/S ACCESO
DISPOSITIVOS BASICOS

5. Funciones de la Gestión de Archivos

6. 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.

7. CINCO ORGANIZACIONES
FUNDAMENTALES
• Pilas
• Archivos Secuenciales
• Archivos Secuenciales Indexados
• Archivos indexados
• Archivos Directos o de Dispersión.

8. 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.

9. 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.

10. Ejemplo de archivo secuencial

11. 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…

12. 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.

13. ARCHIVOS SECUENCIALES INDEXADOS
1.Un índice de archivo para soportar los accesos
aleatorios
1.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.

14. 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.

16. 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.

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

18. 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.

19. 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.

20. Directorios De Archivos

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

22. 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.

23. 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.

24. 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.

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

26. 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.

27. 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.

28. Compartición de Archivos
En 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

29. 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.

30. • 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:

31. • 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:

32. 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.

33. 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.

34. GESTION DE ARCHIVOS

35. • 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
Registros de longitud fija variable

36. 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

37. GESTION DEL ALMACENAMIENTO
SECUNDARIO

38. 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.

39. TIPOS DE ASIGNACION
• Asignación Previa
• Asignación Dinámica
OPCIONES
• Secciones Contiguas Variables y Grandes
• Bloques

40. ESTRATEGIAS
• Primer Hueco (firt fit)
• Mejor Hueco (best fit)
• Hueco Mas Cercano (nearest fit)

41. METODOS DE ASIGNACION
ASIGNACION
CONTIGUA

42. ASIGNACION CADENA

43. ASINGANCION INDEXADA

45. 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.

46. Asignación encadena (tras
concentración)

47. Asignación indexada por bloques

48. asignación indexada por secciones de
longitud variable

49. 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.

50. 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.

51. 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

52. • 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:

53. • 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.

54. SISTEMA EJEMPLO- SISITEMA UNIX
• el núcleo de UNIX
contempla a todos
los archivos como • UNIX se ocupa de
flujo de bytes la estructura física
de los archivos y se
divide en cuatro
tipos de archivos

55. • ORDINARIOS
SON ARCHIVOS QUE CONTIENE INFORMACION INTRODUCIDA DEL
USUARIO .
• DIRECTORIO
CONTIENE UNA LISTA DE NOMBRES DE ARCHIVOS Y PUNTEROS A
NODO-i. ESTAN ORGANIZADOS JERARQUICAMENTE.
• ESPECIALES
USADOS PARA ACCEDER A DISPOSITIVOS PERISFERICO.
• TUBOS CON NOMBRE
SE VA A OCUPAR DEL MANEJO DE LOS ARCHIVOS ORDINARIOS.

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

57. ASIGNACION DE ARCHIVOS
• LOS ARCHIVOS SE ASIGNAN
EN BLOQUES.
• LA ASIGNACION ES DINAMICA ,
A MEDIDA QUE SE NECESITA.
• NO SE EMPLEA ASIGNACION
PREVIA.