Gestion de archivos. Problemas al almacenar datos sólo en la memoria:

Transcripción

1 Gestion de archivos Problemas al almacenar datos sólo en la memoria: 1. El tamaño está limitado por el tamaño de la memoria qué pasa con aplicaciones que necesiten acceder a gran cantidad de información? 2. Cuando un proceso termina, la información de la memoria se pierde cómo hacer para conservar la información por más tiempo? 3. A veces es necesario que múltiples procesos tengan acceso a la información al mismo tiempo cómo hacer para acceder de forma concurrente? 1

2 SOLUCIÓN: Sistema de Archivos 1. Debe ser capaz de almacenar una cantidad muy grande de información. 2. La información debe sobrevivir una vez terminado el proceso que la usa. 3. Debe existir la capacidad de que múltiples procesos accedan a la información en forma concurrente D.Mery 3 Sistemas Operativos Desde el punto de vista del usuario Lo importante es 1. de qué se constituye un archivo? 2. cómo se nombran y se identifican? 3. cómo se protegen? 4. qué operaciones se pueden ejecutar con archivos? 2

3 Desde el punto de vista del sistema operativo El sistema operativo administra los archivos. La forma como se estructuran, se nombran, se tiene acceso a ellos, se usan, se protegen y se implementan son temas del diseño del sistema operativo. Esta parte del sistema operativo se denomina: sistema de archivos Términos usados con archivos: CAMPO: Elemento básico de información Contiene un único valor Se caracteriza por su longitud y su tipo Ej:[número de teléfono de un profesor] REGISTRO: Colección de campos relacionados Son tratados como unidad Ej:[datos de un profesor] 3

4 Términos usados con archivos: ARCHIVO: Colección de registros similares Tratados como una entidad Tiene nombre único Puede tener acceso restringido Ej:[directorio telefónico de profesores] BASE DE DATOS: Colección de archivos relacionados Tiene relaciones establecidas entre los archivos Ej:[organización del Departamento] Ejemplo : : : : IIC IIC : : : : : : : : : : : : : : Álvaro Soto Bilbao 1789, Dpto. 777 Jorge Baier Froilan Roa 3333 : : : : : : Archivo de cursos Archivo de profesores 4

5 Base de datos Ejemplo Campo Registro : : : : : : : : : : : : IIC IIC : : : : : : Álvaro Soto Bilbao 1789, Dpto. 777 Jorge Baier Froilan Roa 3333 : : : : : : Archivo de cursos Archivo de profesores Objetivos para un sistema de archivos: 1. Cumplir con las necesidades de almacenamiento y de las operaciones de usuario. 2. Garantizar la validez de los datos de los archivos. 3. Optimizar el rendimiento. 4. Ofrecer soporte de I/O para la variedad de tipos de dispositivos de almacenamiento. 5. Evitar la pérdida de datos. 6. Ofrecer un conjunto estándar de rutinas de interfaz de I/O. 5

6 Requisitos mínimos de usuario: 1. Capacidad para crear, borrar y modificar los archivos. 2. Acceso controlado a los archivos de otros usuarios. 3. Control sobre los tipos de acceso permitidos que tendrán sus archivos. 4. Capacidad para reestructurar sus archivos según su necesidad. 5. Capacidad para mover datos entre los archivos. 6. Capacidad para hacer respaldos y recuperar datos de los respaldos. 7. Acceso a los archivos mediante nombres simbólicos. Criterios para la organización de archivos: 1. Acceso rápido. 2. Facilidad de actualización. 3. Economía de almacenamiento. 4. Mantenimiento sencillo. 5. Fiabilidad. 6

7 Nombres de archivos: nombre.extension Descripción del contenido Tipo de archivo Ejemplos de nombres de archivos 7

8 Organización de archivos: 1. PILA: Los datos se recogen en el orden que llegan. Cada registro es una ráfaga de datos. Los registros pueden tener campos diferentes o pueden tener campos similares en un orden distinto. Cada campo debe ser auto-descriptivo. Se usan delimitadores para indicar la longitud del campo. No tiene estructura. El acceso a los registros es por búsqueda exhaustiva. Organización de archivos: 2. ARCHIVOS SECUENCIALES: Se emplea un formato fijo para los registros. Todos los registros son de la misma longitud. Los campos tienen un orden determinado y un tamaño fijo. Se leen los registros desde el inicio. No se puede efectuar saltos y leerlos en otro orden. Hay un campo clave para el acceso con el que se hace la búsqueda. Organización física mediante enlaces. 8

9 Organización de archivos: 3. ARCHIVOS SECUENCIALES INDEXADOS: Los registros se organizan en una secuencia basada en un campo clave. Se incluye una tabla de índices que proporciona una capacidad de búsqueda para llegar a las proximidades de un registro deseado mediante la clave. Organización de archivos: 4. ARCHIVOS INDEXADOS: Se utiliza un índice por cada tipo de campo que pueda ser objeto de búsqueda. El índice contiene un puntero a cada registro. 9

10 Posibles atributos de archivo: Operaciones con archivos: 1. Create 2. Delete 3. Open 4. Close 5. Read 6. Write 7. Append 8. Seek 9. Get attributes 10. Set attributes 11. Rename 10

11 Derechos de acceso: 1. Ninguno 2. Conocimiento 3. Ejecución 4. Lectura 5. Adición 6. Actualización* 7. Cambio de protección 8. Borrado * modificar, borrar y añadir datos del archivo Para: 1. Usuario específico 2. Grupo de usuarios 3. Todos Estructura de directorios Para llevar el control de los archivos, el sistema de archivos maneja directorios o carpetas. El directorio contiene información sobre los archivos incluyendo atributos, ubicación y propietario. El directorio es propiamente un archivo (del sistema operativo) accesible a través de diversas rutinas del sistema de archivos. 11

12 Estructura de directorios Operaciones con directorios: 1. Create 2. Delete 3. OpenDir 4. CloseDir 5. ReadDir 6. Link 7. Unlink Estructura de directorios Sistema de directorio de un solo nivel: Un solo nivel 4 archivos Propiedad de tres personas (A,B,C) 12

13 Estructura de directorios Sistema de directorio de dos niveles: Nivel raíz Nivel de usuarios Tres usuarios (A,B,C) Estructura de directorios Sistema de directorio jerárquico o tipo árbol: 13

14 Estructura de directorios Directorio estructurado en árbol Estructura de directorios Ejemplo: 14

15 RAID 1. Redundant Array o Inexpensive (Independent) Disks 2. Objetivos: 1. Permitir combinar varias unidades físicas en una lógica 2. Incrementar el rendimiento 3. Proporcionar tolerancia ante fallos 3. Existen distintos niveles RAID siendo los más populares el 0, 1, 4 y 5 4. Fundamento: data striping Data striping 1. Consiste en dividir cada disco en franjas 2. Las franjas pueden ser desde 512 bytes hasta varios Mb 3. Cada franja de cada disco se combina con las correspondientes de los otros discos 4. De este modo se permite el acceso simultáneo 5. Ventaja: la carga queda siempre equilibrada entre todas las unidades 6. Problema: si las bandas son pequeñas el rendimiento puede caer si el giro de los discos no está sincronizado 15

16 Redundancia RAID 1. En un sistema RAID con N discos se puede emplear el disco N para poder recuperar la información si se estropea cualquier disco 2. El disco N contiene una XOR de los datos de cada disco 3. De este modo se puede recuperar la información 4. Problema: el disco N se convierte en un cuello de botella Redundancia RAID 1. RAID 0 - Múltiples discos definidos como un volumen con despiece de bloques.. Buen rendimiento (en lecturas) no seguridad adicional. 2. RAID 1 - Discos duplicados o mirroring. No mayor rendimiento, si seguridad. 3. RAID 3 - Despiece de datos con intercalado de bytes, y byte de paridad en un disco. 4. RAID 5 - Despiece de datos con intercalado de sectores, y sector de paridad distribuido entre todos los discos. 5. Se están utilizando sistemas RAID 0/1 y 3/5. 16

17 RAID 0 1. No aporta redundancia, sólo data striping 2. Mejora el rendimiento A B C D E F... A C E B D F RAID 1 1. Conocida también como disco espejo: aporta redundancia (mínimo dos discos) 2. Mejora el rendimiento en lecturas A B C D E F... A B C A B C 17

18 RAID 4 1. El último disco contiene los datos de paridad (mínimo tres discos) 2. Cuello de botella en el útimo disco A B C D E F... A C E B D F P ab P cd P ef RAID 5 1. Es la configuración más empleada (mínimo tres discos, típicamente 5) 2. Elimina el cuello de botella en el útimo disco A B C D E F... A C P ef B P cd E P ab D F 18

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