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M étodos para implementación de archivos que tiene Windows y Linux.

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M étodos para implementación de archivos que tiene Windows y Linux. Danny Castro. Sistemas de Archivos. Concepto simple Implementa abstracción para accesar almacenamiento secundario Abstracción : archivos Proporciona organización lógica para accesar archivos en directorios

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Presentation Transcript
sistemas de archivos
Sistemasde Archivos
  • Conceptosimple
    • Implementaabstracciónparaaccesaralmacenamientosecundario
      • Abstracción : archivos
    • Proporcionaorganizaciónlógicaparaaccesararchivos en directorios
      • Normalmentedirectorioimplementadocomoárboles
    • Proporciona a usuariosmecanismos de protección y compartición de archivos
      • Debeproporcionarsemántica de consistenciaparapermitiraccesocompartido
archivos
Archivos
  • Archivoesunacolección de datos con algunaspropiedades
    • Contenido, tamaño, dueño, últimafecha de modificación, protección, etc
  • Archivospuedentenertiposentendibles
    • Sistema de archivos: archivo simple, directorio, enlace
    • Otraspartes del SO, aplicaciones o bibliotecas
      • Ejecutable, biblioteca, códigofuente, etc
  • Típicamente, tipospuedenincluidos en nombre
    • En Windows, tipoincluido en nombre
    • En unix, tipoespecificado en los dos primeros bytes del archivo (magic numbers) o caracteresiniciales
operaciones sobre archivos
Operacionessobrearchivos
  • create(name)
  • open(name, mode)
  • read(fd, buf, len)
  • write(fd, buf, len)
  • sync(fd)
  • seek(fd,pos)
  • close(fd)
  • unlink(name)
  • rename(old, new)
directorios
Directorios
  • Organizararchivos en sistema
    • Útilparausuarios
    • Útilparasistema de archivos y usuariosparabuscar y accesararchivos
  • Mayoría de sistemas de archivossoportanmúltiplesniveles de directorios
    • Con jerarquía de nombres
    • Mayoriasoportdirectorio actual y anterior
    • Rutasabsolutas y relativas
      • $cd /home/alumnos/pedro (absoluto)
      • $cdtareas (relativo a dir actual)
implementaci n directorios
Implementacióndirectorios
  • Normalmente un directorio es sólo un archivo con metadata
    • con lista de archivos y atributos contenidos en actual directorio
      • Lista (nombre archivo, atributos archivo)
      • Atributos pueden ser
        • Tamaño, protección, dueño, tiempo de creación, tiempo de última modificación, ubicación en disco, etc
slide7

Implementación de Sistemas de Archivos

  • Componentes de SA
    • Administración de disco
      • Como organizarcolección de bloques de discos en archivos
    • Nombres
      • Usuariosidentificansusarchivosmediantenombres, abstrayéndose de como se almacenaninternamente (#cilindro, pista y sectores). Uso de nombresparaarchivos y directorios
    • Protección
      • Como se protege la información de archivos en el sistema entre distintosusuarios y sistema
    • Confiabilidad/durabilidad/Rendimiento
      • Cuandosistema se cae, se pierdeinformación en Memoria (caches), pero se deseaqueinformación de archivos no se pierda
implementaci n de sistemas de archivo
Implementación de Sistemas de Archivo
  • Estructuras en Disco y Memoriaparaimplementar SA
    • En disco
      • Bloque Control de Buteo (Boot Control Block)
        • Informaciónparabutear SO de partición (siexiste en partición). Unix : Boot block, NTFS : Partition Block Sector
      • Bloque de Control de Partición (Partition Control Block)
        • Detalles de partición: Tamañobloque, contador y punteros de bloqueslibres, contador y punteros de FCBs. Unix Superblock, NTFS : Tabla de ArchivoMaestra (Master File Table). En Unix/linuxllamado superblock
      • Estructura de Directorios a usar
      • FCB (File Control Block)
        • Contieneinformación de archivo: dueño, tamaño, permisos, punteros a bloques de disco, etc
        • Unix Inodo, NTFS, info guardada en Tabla de ArchivoMaestra
implementaci n de sistemas de archivos
Implementación de Sistemas de Archivos
  • Estructuras en Memoria
    • Tabla de Particiones
      • Tabla con informaciónacerca de cadapartición
    • Estructura de directorios
      • Tabla de directoriosaccesadosrecientemente con suinformación
    • Tabla de ArchivosAbiertos a nivel de Sistema (TAAS)
      • Contienecopia de los FCBs de cadaarchivo, y otrainformacioncomonúmero de Procesosquetienearchivoabierto
    • Tabla de ArchivosAbiertos a nivel de Proceso (TAAP)
      • Contienepuntero a entrada a tabla de archivosabiertos de sistema
slide10

MBR T particionesParticiónParticiónPartición

Boot Superblock EspaciolibreInodes Dir. Root Archivos y

block directorios

Particiones de disco Caso Unix/linux

  • Cadapartición
    • boot block, puedesubirsistemacargandoprogramaresidenteaqui
    • Superblock. Especifica los límites de lasáreassiguientes, contienepunteros a listas de inodoslibres y bloques de archivoslibres
    • Area de inodos. Contienedescriptores (inodos) paracadaarchivo en el disco. Todos los inodes son del mismotamaño
    • Dir root. Inodo y directorio root
    • Archivos y directorios. Bloques de se usanpara
  • Unaparticiónpuedeusarsepara un sistema de archivos o como area de swapping ( en estecasoessólobloquespararespaldo)
slide11

Proceso de buteoCaso Unix/linux

  • CPU ejecutacódigoresidente en ROM BIOS (Read Only Memory Basic Input Output System)
    • Códigoverifica y prepara HW de sistema
    • Cargaprograma (master boot program o boot loader) ubicado en sector 0 (Master Boot Record) de disco
      • En linuxpuede ser lilo o grub, los quepermitenelegirunapartición a subir
        • Contieneprogramaejecuta SO en partición
      • Estos boot loaders están en MBR o en primer sector de parciciónactiva
    • Con programasLilo o Grub esposibledefinirvariasparticiones con diferentes SOs
      • Aunquetambiensirvenparausar el mismosistema de archivosperoidentificardiferentes SO (asociados a diferenteslinux kernels)
sistema de archivos unix ufs
Sistema de Archivos Unix (UFS)
  • Sistema de Archivos original en Unix (1970)
  • Disco dividido en particiones
    • Unapartición: grupo de cilindrosadyacentes
    • Un sistema de archivospuederesidir en unapartición
  • BIOS define sector de buteo (boot sector) paraestar en cabeza 0, cilindro 0, sector 1
  • Master Boot Record (MBR) usadoparabutearcomputador
    • Sabe de boot loader y tabla de particiones
  • Tabla de partición
    • Define direcciones de inicio y fin de cadapartición
    • Unaparticiónesmarcadacomoactiva
  • Cuandosistemasube
    • BIOS ejecuta MBR
    • MBR localizaparticiónactiva y ejecutabloque de buteo
para que usar particiones
Para queusarparticiones?
  • Dividir el disco para diversos propósitos
    • Tener diversos SOs cargados uno en cada partición
    • SOs y sistemas de archivos pueden ser usados en forma independiente
      • Respaldos o cualquier uso que quiera darle el usuario
crear abrir y usar un archivo
Crear, Abrir y Usar un Archivo
  • Crear
    • SO busca en bloque de control de particiónpor un puntero de un FCB no usado
    • SO sumapuntero de FCB en la estructura del directorio.
  • Abrir
    • Buscarsiarchivoestaabierto en TAAS, si no estaBuscar en directoriospornombre de archivo
    • Copiarinformación de FCB a la TAAS
    • Sumarunaentradapara el archivo en la TAAP, quecontienepuntero a TAAS
    • SA retorna descriptor de archivo o handle a procesoque lo abre
  • Usar
    • Escribir, buscar el bloque de control de particiónporpunteros a bloques de disco vacíos
    • Leer. buscar en FCB bloques a leer
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