Archivos

Las condiciones esenciales para el almacenamiento de la información a largo plazo son:
·Debe ser posible almacenar una cantidad muy grande de información.
·La información debe sobrevivir a la conclusión del proceso que la utiliza.
·Debe ser posible que varios procesos tengan acceso concurrente a la información.
La solución es el almacenamiento de la información en discos y otros medios externos en unidades llamadas archivos:
·Los archivos deben ser persistentes, es decir que no deben verse afectados por la creación o terminación de un proceso.
·Los archivos son una colección de datos con nombre.
·Pueden ser manipulados como una unidad por operaciones como: open, close, create, destroy, copy, rename, list.
·Los elementos de datos individuales dentro del archivo pueden ser manipulados por operaciones como: read, write, update, insert, delete.
El Sistema de Archivos es la parte del sistema de administración del almacenamiento responsable, principalmente, de la administración de los archivos del almacenamiento secundario.
Es la parte del S. O. responsable de permitir compartir controladamente la información de los archivos. Funciones del Sistema de Archivos
·Los usuarios deben poder crear, modificar y borrar archivos.
·Se deben poder compartir los archivos de una manera cuidadosamente controlada
·El mecanismo encargado de compartir los archivos debe proporcionar varios tipos de acceso controlado:
·Ej.: Acceso de Lectura, Acceso de Escritura, Acceso de Ejecución, varias combinaciones de estos, etc.
·Se debe poder estructurar los archivos de la manera más apropiada a cada aplicación.
·Los usuarios deben poder ordenar la transferencia de información entre archivos.

Se deben proporcionar posibilidades de respaldo y recuperación para prevenirse contra:
·La pérdida accidental de información.
·La destrucción maliciosa de información.
·Se debe poder referenciar a los archivos mediante Nombres Simbólicos, brindando Independencia de Dispositivos.
·En ambientes sensibles, el sistema de archivos debe proporcionar posibilidades de Cifrado y Descifrado.
·El sistema de archivos debe brindar una interfase favorable al usuario:
·Debe suministrar una visión lógica de los datos y de las funciones que serán ejecutadas, en vez de una visión física.
El usuario no debe tener que preocuparse por:
·Los dispositivos particulares.
·Dónde serán almacenados los datos.
·El formato de los datos en los dispositivos.
·Los medios físicos de la transferencia de datos hacia y desde los dispositivos.
El Sistema de Archivos es un componente importante de un S. O. y suele contener:
·Métodos de acceso relacionados con la manera de acceder a los datos almacenados en archivos.
·Administración de archivos referida a la provisión de mecanismos para que los archivos sean almacenados, referenciados, compartidos y asegurados.
·Administración del almacenamiento auxiliar para la asignación de espacio a los archivos en los dispositivos de almacenamiento secundario.
·Integridad del archivo para garantizar la integridad de la información del archivo.
·El sistema de archivos está relacionado especialmente con la administración del espacio de almacenamiento secundario, fundamentalmente con el almacenamiento de disco.

Una forma de organización de un sistema de archivos puede ser la siguiente:
·Se utiliza una raíz para indicar en qué parte del disco comienza el directorio raíz .
·El directorio raíz apunta a los directorios de usuarios.
·Un directorio de usuario contiene una entrada para cada uno de los archivos del usuario.
·Cada entrada de archivo apunta al lugar del disco donde está almacenado el archivo referenciado.
·Los nombres de archivos solo necesitan ser únicos dentro de un directorio de usuario dado.
·El nombre del sistema para un archivo dado debe ser único para el sistema de archivos.
·En sistemas de archivo jerárquicos el nombre del sistema para un archivo suele estar formado como el nombre de la trayectoria del directorio raíz al archivo.

Nombre de los Archivos
·Las reglas exactas para los nombres de archivos varían de sistema a sistema.
·Algunos sistemas de archivos distinguen entre las letras mayúsculas y minúsculas, mientras que otros no.
·Muchos S. O. utilizan nombres de archivo con dos partes, separadas por un punto:
·La parte posterior al punto es la extensión de archivo y generalmente indica algo relativo al archivo, aunque las extensiones suelen ser meras convenciones.

Estructura de un Archivo
·Los archivos se pueden estructurar de varias maneras, las más comunes son:
·Secuencia de bytes:
·El archivo es una serie no estructurada de bytes.
·Posee máxima flexibilidad.
·El S. O. no ayuda pero tampoco estorba.
Secuencia de registros:
El archivo es una secuencia de registros de longitud fija, cada uno con su propia estructura interna.

Árbol :
·El archivo consta de un árbol de registros, no necesariamente de la misma longitud.
·Cada registro tiene un campo key (llave o clave) en una posición fija del registro.
·El árbol se ordena mediante el campo de clave para permitir una rápida búsqueda de una clave particular.

Tipos de Archivos
·Muchos S. O. soportan varios tipos de archivos, por ej.: archivos regulares, directorios, archivos especiales de caracteres, archivos especiales de bloques, etc., donde:
·Los Archivos Regulares son aquellos que contienen información del usuario.
·Los Directorios son archivos de sistema para el mantenimiento de una estructura del sistema de archivos.

Los Archivos Especiales de Caracteres:
·Tienen relación con la e / s.
·Se utilizan para modelar dispositivos seriales de e / s (terminales, impresoras, redes, etc.).
·Los Archivos Especiales de Bloques se utilizan para modelar discos.

Acceso a un Archivo
Los tipos de acceso más conocidos son:
Acceso Secuencial: el proceso lee en orden todos los registros del archivo comenzando por el principio, sin poder:
Saltar registros.
Leer en otro orden.
Acceso Aleatorio: el proceso puede leer los registros en cualquier orden utilizando dos métodos para determinar el punto de inicio de la lectura:
Cada operación de lectura (read) da la posición en el archivo con la cual iniciar.
Una operación especial (seek) establece la posición de trabajo pudiendo luego leerse el archivo secuencialmente.

Operaciones con Archivos
Las llamadas más comunes al sistema relacionadas con los archivos son:
·Create (crear): el archivo se crea sin datos.
·Delete (eliminar): si el archivo ya no es necesario debe eliminarse para liberar espacio en disco. Ciertos S. O. eliminan automáticamente un archivo no utilizado durante n días.
·Open (abrir): antes de utilizar un archivo, un proceso debe abrirlo. La finalidad es permitir que el sistema traslade los atributos y la lista de direcciones en disco a la memoria principal para un rápido acceso en llamadas posteriores.
·Close (cerrar): cuando concluyen los accesos, los atributos y direcciones del disco ya no son necesarios, por lo que el archivo debe cerrarse y liberar la tabla de espacio interno.
·Read (leer): los datos se leen del archivo; quien hace la llamada debe especificar la cantidad de datos necesarios y proporcionar un buffer para colocarlos.
·Write (escribir): los datos se escriben en el archivo, en la posición actual. El tamaño del archivo puede aumentar (agregado de registros) o no (actualización de registros).
·Append (añadir): es una forma restringida de write. Solo puede añadir datos al final del archivo.
·Seek (buscar): especifica el punto donde posicionarse. Cambia la posición del apuntador a la posición activa en cierto lugar del archivo.
·Get attributes (obtener atributos): permite a los procesos obtener los atributos del archivo.
·Set attributes (establecer atributos): algunos atributos pueden ser determinados por el usuario y modificados luego de la creación del archivo. La información relativa al modo de protección y la mayoría de las banderas son un ejemplo obvio.
·Rename (cambiar de nombre): permite modificar el nombre de un archivo ya existente.
·Archivos Mapeados a Memoria
·Algunos S. O. permiten asociar los archivos con un espacio de direcciones de un proceso en ejecución.

Se utilizan las llamadas al sistema map y unmap:
·Map: utiliza un nombre de archivo y una dirección virtual y hace que el S. O. asocie al archivo con la dirección virtual en el espacio de direcciones, por lo cual las lecturas o escrituras de las áreas de memoria asociadas al archivo se efectúan también sobre el archivo mapeado.
·Unmap: elimina los archivos del espacio de direcciones y concluye la operación de asociación.
·El mapeo de archivos elimina la necesidad de programar la e / s directamente, facilitando la programación.

Los principales problemas relacionados son:
·Imposibilidad de conocer a priori la longitud del archivo de salida, el que podría superar a la memoria.
·Dificultad para compartir los archivos mapeados evitando inconsistencias, ya que las modificaciones hechas en las páginas no se verán reflejadas en el disco hasta que dichas páginas sean eliminadas de la memoria.

Directorios
Generalmente son utilizados por los S. O. para llevar un registro de los archivos.
En muchos sistemas son a su vez también archivos.