PDF de programación - Gestión de Ficheros y Directorios

AT3148 – Ampliación de Sistemas Operativos
AT3148 – Ampliación de Sistemas Operativos
A. Sánchez-Macián, J.A. Maestro, M.P. Sesmero (2004/05)
A. Sánchez-Macián, J.A. Maestro, M.P. Sesmero (2004/05)

Gestión de Ficheros y Directorios

Transparencias basadas en el libro de referencia:
Sistemas operativos. Una visión aplicada.

J. Carretero, F.García, P. de Miguel, F. Pérez. McGraw Hill 2001

Curso 2005-2006

AT3148 – Ampliación de Sistemas Operativos
A. Sánchez-Macián, J.A. Maestro, M.P. Sesmero (2004/05)

Contenido

• Visión lógica y física del sistemas de archivos
• Archivos
• Directorios
• Sistemas de archivos
• El servidor de archivos

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Visión lógica y física

• Visión lógica:

– Archivos
– Directorios
– Sistemas de archivos y particiones

• Visión física:

– Bloques o bytes ubicados en dispositivos

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Función principal

• El Sistema de Ficheros establece una

correspondencia entre los archivos y los
dispositivos lógicos.

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Características para el usuario

• Almacenamiento permanente (no volátil) de la

información.

• Información estructurada de forma lógica.
• Nombres lógicos y estructurados.
• No están ligados al ciclo de vida de una aplicación

particular.

• Abstrae los dispositivos de almacenamiento

físicos.

• Se accede a través de llamadas al Sistema

Operativo.

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Sistema de archivos

• Sin sistema de archivos, el acceso a dispositivos

es:
– Incómodo
– No seguro

• El sistema de archivos es la capa software entre

usuarios y dispositivos.

• Objetivos:

– Suministrar una visión lógica de los dispositivos
– Ofrecer primitivas de acceso independientes
– Garantizar mecanismos de protección

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Contenido

• Visión lógica y física del sistemas de archivos
• Archivos
• Directorios
• Sistemas de archivos
• El servidor de archivos

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Archivos: visión lógica

• Conjunto de información relacionada con entidad

lógica propia.

• Estructura de archivo:

– Secuencia de bytes.

– Registros (de tamaño fijo o variables).

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Concepto de archivo

• Espacio lógico de variables contiguas usado para

almacenar datos.

• Tipos de archivos:

– Datos:

• Numéricos
• Caracteres
• Binarios
– Programas:

• Código fuente
• Código objeto

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Atributos del archivo

• Nombre: Definido por el usuario
• Identificación única del archivo y del usuario: Descriptor

interno del archivo, propietario y grupo.

• Tipo: Formato del archivo.
• Tamaño: Número de bytes que ocupa
• Protección: Control de acceso al archivo.
• Información temporal: De creación, modificación, etc.
• Información de control: Archivo oculto, de sistema,

directorio.

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Representación del archivo

• La estructuración de los archivos depende de cada

Sistema Operativo:
– Nodo-i de UNIX
– Registro MFT de Windows
– Entrada de MS-DOS

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Nombres de ficheros y extensiones

• Característico de cada sistemas de archivos.
• Longitud: Puede ser fija (MS-DOS) o variable (UNIX).
• Extensiones: Pueden ser obligatorias o no. A veces se puede

concatenar más de una extensión.

• Algunos sistemas operativos
son sensibles a mayúsculas
(UNIX) y otros no (Windows).

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Estructura de un archivo

• Ninguna. Se representa mediante una secuencia de

palabras o bytes (UNIX).
• Estructuras de registros:

– Longitud fija
– Longitud variable
– Árbol de registros.

• La mayoría de los Sistemas Operativos proporcionan una
estructura de archivos simple, a fin de que cada aplicación
lo interprete y gestione de la mejora manera posible.

• Todos los Sistemas Operativos reconocen sus archivos

ejecutables: ligado a la gestión de memoria y E/S.

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Estructura de un archivo

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Estructura de un archivo ejecutable UNIX

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Archivos: visión lógica y física

• Usuario: visión lógica
• Sistema Operativo: visión física unida a dispositivos

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Archivos: visión física

• Bloque:

– Unidad de transferencia
– 2n sectores
– Parámetro fijo por sistema de archivos

• Agrupación:

– Unidad de asignación
– 2p bloques
– Aumenta la secuencialidad del archivo
• Descripción de la estructura física:

– Bloques utilizados

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Descripción física en MS-DOS (FAT)

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Descripción física en UNIX (nodo-i)

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Métodos de acceso

• Acceso secuencial: lectura de los bytes en

orden ascendente.
– read next, write next, reset, rewind, …
– Lectura: posición = posición + datos leídos
– Dispositivos: cintas
– ISAM: método de acceso secuencial indexado

• Acceso directo.

– read n, write n, goto n
– n: número de bloque
– Dispositivos: discos magnéticos

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Archivos: semántica de coutilización (I)

• Problemas potenciales cuando varios

usuarios intentan acceder al mismo archivo
simultáneamente.

• Semántica de coutilización: Especifica qué
ocurre cuando varios procesos acceden de
forma simultánea al mismo archivo y
especifica el momento en el que las
modificaciones que realiza un proceso
pueden ser observadas por el resto.

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Archivos: semántica de coutilización (II)

• Semántica UNIX (POSIX):

– Las escrituras son inmediatamente visibles.
– Los procesos pueden compartir archivos.

• Semántica de sesión:

– Los cambios se hacen visibles al cerrar el archivo.
– Un archivo puede tener varias imágenes.

• Semántica de versiones:

– Actualizaciones sobre copias o “versiones”.
– Sólo son visibles cuando se consolidan (sincronización).

• Semántica de archivos inmutables:

– El archivo sólo se puede compartir para lectura.

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Contenido

• Visión lógica y física del sistemas de archivos
• Archivos
• Directorios
• Sistemas de archivos
• El servidor de archivos

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Concepto de directorio

• Objeto que relaciona de forma unívoca un

nombre de archivo con su descriptor
interno.

• Organizan y proporcionan información

sobre la estructuración de los sistemas de
archivos.

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Directorio: visión lógica

• Esquema jerárquico.
• Cuando se abre un archivo, el SO busca su

nombre en la estructura de directorios.

• La organización jerárquica de un

directorio:
– Simplifica el nombrado de archivos
– Proporciona una gestión de la distribución: se

agrupan archivos de forma lógica

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Ejemplo: Explorador de Windows

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Estructura de directorios

• Tanto la estructura del directorio como los archivos

residen en disco.

• La estructura de un directorio se suele implementar

como la de un archivo.

• Información: nombre, longitud máxima, dirección,

propietario, …

• ¿Qué información se debe incluir en cada entrada de

directorio? Dos alternativas:
– Todos los atributos del archivo referenciado
– Sólo identificador del archivo. Los atributos se almacenan en

el propio archivo

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Ejemplo de entradas de directorios

Un solo nivel de directorio

Con detalles de archivo

Posibilidad de directorios jerárquicos

Sin detalles de archivo

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Organización del directorio

• Eficiencia: Localización rápida de archivos.
• Nombrado: Conveniente y sencillo para los usuarios.

– Dos archivos pueden tener el mismo nombre si están en

directorios diferentes

– Mismo archivo con varios nombres distintos
– Nombres de longitud variable

• Agrupación: Asociación lógica de los archivos según

sus propiedades (p.ej. programas C, juegos, …).

• Estructurado: Operaciones definidas y ocultación.
• Sencillez: Alta usabilidad.

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Directorio de un nivel

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A. Sán