Tipos de Sistemas de Archivos

Los sistemas de archivos o ficheros estructuran la información guardada en una unidad de almacenamiento. La mayoría de los sistemas operativos manejan su propio sistema de archivos por eso es difícil que se puedan compartir archivos entre sistemas operativos. A continuación veremos los tipos de sistemas de archivos de acuerdo a su clasificación.

Almacenamiento Físico de Datos

El almacenamiento se relaciona con dos procesos:

Lectura de datos almacenados para luego transferirlos a la memoria de la computadora.

Escritura o grabación de datos para que más tarde se puedan recuperar y utilizar.

Los medios de almacenamiento así como la tecnología avanza, van evolucionando de manera constante.

Algoritmos de planificación de peticiones

Primero en llegar, primero en ser servido (FIFO): Las peticiones son encoladas de acuerdo al orden en que llegaron y de esa misma forma se van leyendo o escribiendo las mismas. La ventaja de este algoritmo es su simplicidad y no causa sobrecarga, su desventaja principal es que no aprovecha para nada ninguna característica de las peticiones, de manera que es muy factible que el brazo del disco se mueva muy ineficientemente, ya que las peticiones pueden tener direcciones en el disco unas muy alejadas de otras.

Primero el más cercano a la posición actual: En este algoritmo las peticiones se ordenan de acuerdo a la posición actual de la cabeza lectora, sirviendo primero a aquellas peticiones más cercanas y reduciendo, así, el movimiento del brazo, lo cual constituye la ventaja principal de este algoritmo. Su desventaja consiste en que puede haber solicitudes que se queden esperando para siempre, en el infortunado caso de que existan peticiones muy alejadas y en todo momento estén entrando peticiones que estén más cercanas.

Por exploración (algoritmo del elevador): En este algoritmo el brazo se estará moviendo en todo momento desde el perímetro del disco hacia su centro y viceversa, resolviendo las peticiones que existan en la dirección que tenga en turno. La ventaja de este algoritmo es que el brazo se moverá mucho menos que en FIFO y evita la espera indefinida; su desventaja es que no es justo, ya que no sirve las peticiones en el orden en que llegaron, además de que las peticiones en los extremos interior y exterior tendrán un tiempo de respuesta un poco mayor.

Por exploración circular: Es una variación del algoritmo anterior, con la única diferencia que al llegar a la parte central, el brazo regresa al exterior sin resolver ninguna petición, lo cual proveerá un tiempo de respuesta más cercana al promedio para todas las peticiones, sin importar si están cercas del centro o del exterior.

Asignación del espacio de almacenamiento

Con Asignación contigua: Cuando se crea un archivo se le asigna un unico conjunto contiguo de bloques. Esta es una estrategia de asignación previa que emplea secciones de tamaño variable. La tabla de asignación de archivos necesita solo una entrada por cada archivo, que muestre el bloque de comienzo y la longitud del archivo. La asignación contigua es la mejor desde el punto de vista de un archivo secuencias individual.

Con Asignación encadenada: La asignación normalmente se hace con bloques individuales. Cada bloque contendrá un puntero al siguiente bloque de la cadena. La tabla de asignación de archivos necesita de nuevo una sola entrada por cada archivo que muestre el bloque de comienzo y la longitud del archivo. No hay que preocuparse por la fragmentación externa porque solo se necesita un solo bloque cada vez. Este tipo de organización física se ajusta mejor a los archivos secuenciales que van a ser procesados secuencialmente.

La asignación indexada: Trata mucho de los problemas de las asignaciones contigua y encadenada. La tabla de asignación de archivos contienen un índice separado de un nivel para cada archivo; el índice posee una entrada para cada sección asignada al archivo. Los índices no están almacenados físicamente como parte de la tabla de asignación de archivos. El índice del archivo se guardara en un bloque aparte y la entrada del archivo en la tabla de asignación apuntada a dicho bloque. La asignación indexada soporta tanto el acceso secuencial como el acceso directo a los archivos.

Asignación con índices ( indexada ): En este esquema se guarda en el directorio un bloque de índices para cada archivo, con apuntadores hacia todos sus bloques constituyentes, de mabnera que el acceso directo se agiliza notablemente, a cambio de sacrificar varios bloques para almacenar dichos apuntadores. Cuando se quiere leer un archivo o cualquiera de sus partes, se hacen dos accesos: uno al bloque de índices y otro a la dirección deseada. Este es un esquema excelente para archivos grandes pero no para pequeños, porque la relación entre bloques destinados para índices respecto a los asignados para datos es incosteable..

Métodos de acceso en los sistemas de archivos

Metodo de Acceso Secuencial: El acceso secuencial significa que un grupo de elementos es accedido en un predeterminado orden secuencial. El acceso secuencial es a veces la única forma de acceder a los datos, por ejemplo en una cinta de cassette. También puede ser el método de acceso elegido, para simplemente procesar una secuencia de datos en orden.

Metodo de Acceso Secuencial Indexado: Método de acceso secuencial indexado. Método común de acceso a disco que almacena datos en forma secuencial, al tiempo que mantiene un índice de campos claves para todos los registros en el archivo para acceso directo. El orden secuencial sería el más comúnmente usado para el procesamiento por lotes y la impresión (número de cuenta, nombre, etc.).

Archivos Secuenciales: La forma mas común de estructura de archivo es el archivo secuencial. En este tipo de archivo, un formato fijo es usado para los registros. Todos los registros tienen el mismo tamaño, constan del mismo numero de campos de tamaño fijo en un orden particular. Como se conocen la longitud y la posición de cada campo, solamente los valores de los campos se necesitan almacenarse; el nombre del campo y longitud de cada campo son atributos de la estructura de archivos.

Operaciones soportadas por el subsistema de archivos

Crear : Permite crear un archivo sin datos, con el propósito de indicar que ese nombre ya está usado y se deben crear las estructuras básicas para soportarlo.

Borrar : Eliminar el archivo y liberar los bloques para su uso posterior.

Abrir : Antes de usar un archivo se debe abrir para que el sistema conozca sus atributos, tales como el dueño, la fecha de modificación, etc. _ Cerrar ( close ): Después de realizar todas las operaciones deseadas, el archivo debe cerrarse para asegurar su integridad y para liberar recursos de su control en la memoria.

Leer o Escribir : Añadir información al archivo o leer el caracter o una cadena de caracteres a partir de la posición actual. _ Concatenar ( append ): Es una forma restringida de la llamada `write', en la cual sólo se permite añadir información al final del archivo.

Localizar : Para los archivos de acceso directo se permite posicionar el apuntador de lectura o escritura en un registro aleatorio, a veces a partir del inicio o final del archivo.

Leer atributos: Permite obtener una estructura con todos los atributos del archivo especificado, tales como permisos de escritura, de borrado, ejecución, etc.

Poner atributos: Permite cambiar los atributos de un archivo, por ejemplo en UNIX, donde todos los dispositivos se manejan como si fueran archivos, es posible cambiar el comportamiento de una terminal con una de estas llamadas.

Renombrar : Permite cambiarle el nombre e incluso a veces la posición en la organización de directorios del archivo especificado. Los subsistemas de archivos también proveen un conjunto de llamadas para operar sobre directorios, las más comunies son crear, borrar, abrir, cerrar, renombrar y leer. Sus funcionalidades son obvias, pero existen también otras dos operaciones no tan comunes que son la de `crear una liga' y la de `destruir la liga'. La operación de crear una liga sirve para que desde diferentes puntos de la organización de directorios se pueda acceder un mismo directorio sin necesidad de copiarlo o duplicarlo. La llamada a `destruir nla liga' lo que hace es eliminar esas referencias, siendo su efecto la de eliminar las ligas y no el directorio real. El directorio real es eliminado hasta que la llmada a `destruir liga' se realiza sobre él.

Sistemas de Archivos Aislados

Los sistemas de archivos aislados son aquellos que residen en una sola computadora y no existe la posibilidad de que, aún estando en una red, otros sistemas puedan usar sus directorios y archivos.

Sistemas de Archivos Compartidos o de Red

Estos sistemas de archivos es factible accederlos y usarlos desde otros nodos en una red. Generalmente existe un `servidor' que es la computadora en donde reside el sistema de archivos físicamente, y por otro lado están los `clientes', que se valen del servidor para ver sus archivos y directorios de manera como si estuvieran localmente en el cliente.

Un Sistema de archivos de red (NFS) permite a los hosts remotos montar sistemas de archivos sobre la red e interactuar con esos sistemas de archivos como si estuvieran montados localmente. Esto permite a los administradores de sistemas consolidar los recursos en servidores centralizados en la red.

Todas las versiones de NFS pueden utilizar el Protocolo de control de transmisiones (TCP) ejecutándose sobre una red IP. En el caso de NFSv4, éste lo requiere. NFSv2 y NFSv3 pueden utilizar el Protocolo de datagrama de usuarios (UDP) sobre una red IP para proporcionar conexiones de red sin supervisión (stateless) entre el cliente y el servidor.