Interfaz Sistema de Archivos

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Interfaz Sistema de Archivos
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Interfaz Sistema Archivos

• Concepto de archivo
• Métodos de acceso
• Estructura de Directorio
• Montando Sistemas de Archivos
• Compartir Archivos
• Protección

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Objetivos

• Explicar la función de los sistemas de archivos
• Describir las interfaces de los sistemas de
  archivos
• Discutir los detalles de diseño, incluyendo
  métodos de acceso, compartido de archivos,
  bloqueo de archivos, y estructura de directorios
• Explorar la protección del sistema de archivos

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Concepto Archivo

• Espacio de direcciones lógico contiguo
• Tipos
• Datos
• numérico
• carácter
• binario
• Programa/código

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Estructura de un archivo

• Ninguna - secuencia de palabras, bytes
• Estructura de registro sencilla
• Líneas
• Longitud fija
• Longitud variable
• Estructuras complejas
• Documento con formato
• Archivo para cargar relocalizable
• Se pueden simular los últimos dos con el primer
  método utilizando caracteres de control
• Quién decide?
• Sistema operativo
• Programa

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Atributos de archivos

• Nombre la única info en forma legible por
  humanos
• Identificador etiqueta única (número)
  identifica el archivo en el sistema de archivos
• Tipo requerida para sistemas que soportan
  distintos tipos
• Localización apuntador a la posición del
  archivo en el dispositivo
• Tamaño tamaño actual del archivo
• Protección controla quien puede leer, escribir
  y ejecutar
• Tiempo, fecha e identificación de usuario datos
  para protección, seguridad y monitores de uso
• La información de archivos se almacena en la
  estructura del directorio, que se mantiene en el
  disco

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Operaciones en archivos

• Archivo es un tipo abstracto de datos
• Crear
• Escribir
• Leer
• Reposicionar dentro del archivo
• Borrar
• Truncar
• Open(Fi) buscar la entrada Fi en la estructura
  del directorio en el disco y mueve el contenido
  de dicha entrada a memoria
• Close (Fi) mueve el contenido de la entrada Fi
  en memoria a la estructura de directorio en disco

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Archivos abiertos

• Se requieren muchos datos para manejar archivos
  abiertos
• Apuntador de archivo apuntador a la última
  posición read/write. Uno por cada proceso que
  tiene abierto el archivo
• Cuenta archivo-abierto contador del número de
  veces que está abierto el archivo - para poder
  borrar datos de la tabla de archivos abiertos,
  cuando el último proceso lo cierra
• Posición en el disco del archivo cache de
  información de acceso a datos
• Permisos de acceso información de modo de acceso
  por proceso

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Bloqueo de archivo abierto

• Provisto por algunos sistemas operativos y
  sistemas de archivos
• Intermediario para el acceso a un archivo
• Forzoso o recomendado
• Forzoso se niega el acceso basado en los
  candados puestos y los solicitados
• Recomendado procesos pueden obtener el estado
  de los candados y decidir qué hacer

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Ejemplo Bloqueo de Archivos Java API

• import java.io.
• import java.nio.channels.
• public class LockingExample
• public static final boolean EXCLUSIVE false
• public static final boolean SHARED true
• public static void main(String arsg) throws
  IOException
• FileLock sharedLock null
• FileLock exclusiveLock null
• try
• RandomAccessFile raf new RandomAccessFile("fil
  e.txt", "rw")
• // get the channel for the file
• FileChannel ch raf.getChannel()
• // this locks the first half of the file -
  exclusive
• exclusiveLock ch.lock(0, raf.length()/2,
  EXCLUSIVE)
• / Now modify the data . . . /
• // release the lock
• exclusiveLock.release()

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Ejemplo Bloqueo de Archivos Java API

• // this locks the second half of the file -
  shared
• sharedLock ch.lock(raf.length()/21,
  raf.length(), SHARED)
• / Now read the data . . . /
• // release the lock
• exclusiveLock.release()
• catch (java.io.IOException ioe)
• System.err.println(ioe)
• finally
• if (exclusiveLock ! null)
• exclusiveLock.release()
• if (sharedLock ! null)
• sharedLock.release()

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Tipos de archivos Nombre, Extensión
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Métodos de Acceso

• Acceso Secuencial
• read next
• write next
• reset
• no read after last write
• (rewrite)
• Acceso Directo
• read n
• write n
• position to n
• read next
• write next
• rewrite n
• n relative block number

14
Archivo de Acceso Secuencial
15
Simulación Acceso Secuencial en Archivo de Acceso
Directo
16
Ejemplo de Índice y Archivos Relativos
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Estructura de Directorios

• Una colección de nodos con información acerca de
  archivos

Tanto la estructura de directorios como los
archivos viven en el disco. Respaldos de estas
estructuras en cinta.
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Organizacion de Sistema de Archivos típico
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Operaciones realizadas en Directorios

• Buscar un archivo
• Crear un archivo
• Borrar un archivo
• Lista de directorios
• Renombrar un archivo
• Recorrer el sistema de archivos

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Organizar el Directorio para Obtener

• Eficiencia localizar un archivo rápidamente
• Nombrado conveniencia para usuarios
• Dos usuarios pueden usar el mismo nombre para
  distintos archivos
• El mismo archivo puede tener varios nombres
• Agrupamientos agrupar lógicamente archivos por
  propiedades (v.gr. todos los programas java,
  todos los juegos, ...)

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Directorio de único nivel

• Un solo directorio para todos los usuarios

Problemas de nombrado Problemas de grupos
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Directorio de dos niveles

• Directorio separado para cada usuario

• Nombre de ruta
• Podemos usar mismo nombre de archivo para varios
  usuarios
• Búsqueda eficiente
• No tiene capacidad para grupos

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Directorios en Estructura de Árbol
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Directorios en Estructura de Árbol (cont)

• Búsqueda eficiente
• Capacidad de grupos
• Directorio actual (de trabajo)
• cd /spell/mail/prog
• type list

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Directorios en Estructura de Árbol (cont)

• Rutas absolutas o relativas
• Nuevos archivos son creados en el directorio
  actual
• Borrar un archivo rm ltfile-namegt
• Nuevos sub-direcrtorios se crean en el directorio
  actual mkdir ltdir-namegt
  Ejemplo si el directorio actual es /mail
  mkdir count

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Directorios en Gráficas aciclicas

• Con subdirectorios y archivos compartidos

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Directorios en Gráficas aciclicas (cont)

• Dos nombres distintos (aliasing)
• If dict deletes list ? apuntador
  colganteSoluciones
• Backpointers, para poder borrar todas las
  referencias. Registros de tamaño variable son un
  problema
• Backpointers utilizando un organización tipo
  daisy chain
• Solución con contador de entrada
• Tipos de nuevos directorios
• Liga otro nombre (apuntador) a un archivo
  existente
• Seguir la liga seguir apuntador para encontrar
  un archivo

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Directorio como Gráfica General
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Directorio como Gráfica General (cont)

• Cómo garantizamos que no hay ciclos?
• Permitir ligas sólo a archivos y no a
  subdirectorios
• Recolección de basura
• Cada vez que se añade, ejecutamos un algoritmo de
  detección de ciclos, para determinar si está bien.

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Montando el Sistema de Archivos

• Un sistema de archivos debe montarse antes de ser
  accedido
• Un sistema de archivos no montado se monta en un
  punto de montaje

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(a) Existente (b) Partición no-montada
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Punto de Montaje
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Compartir Archivos

• Es deseable compartir archivos en sistemas
  multi-usuario
• Se puede compartir a través de un esquema de
  protección
• En sistemas distribuídos, se pueden compartir
  archivos a través de la red
• Network File System (NFS) es un método típico de
  distribución de archivos

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Compartir archivos Usuarios múltiples

• User IDs identifican usuarios, permiten asociar
  permisos y protección por usuario
• Group IDs permitir usuarios que pertenezcan a
  grupos y permisos de acceso por grupo

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Archivos compartidos Sistemas de Archivo Remotos

• Utiliza la red para permitir acceso a archivos
  entre sistemas
• Manualmente con programas tipo FTP
• Automáticamente, utilizando sistemas de archivos
  distribuídos
• Semi-automático a través del world wide web
• Modelo cliente-servidor permite a los clientes
  montar sistemas de archivos remotos desde el
  servidor
• Servidor puede atender múltiples clientes
• Identificación de clientes o usuarios-en-cliente
  es insegura y complicada
• NFS es el protocolo estándar en UNIX para
  compartir archivos
• CIFS es el protocolo estándar en Windows
• Llamadas al sistema para archivos se traducen en
  llamadas remotas
• Sistemas de información distribuida (distributed
  naming services) tales como LDAP, DNS, NIS,
  Active Directory implementan acceso unificado a
  información necesaria para cómputo remoto

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Compartir archivos Modos de fallos

• Sistemas de archivos remotos añaden nuevos modos
  de fallos, debido a fallas de red, fallas de
  servidores
• Recuperarse de fallas involucran información
  acerca del estado de cada solicitud remota
• Protocolos sin estado tales como NFS incluyen
  toda la información en cada solicitud,
  permitiendo recuperación fácil, pero con menos
  seguridad

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Compartir archivos Semántica de Consistencia

• Semántica de Consistencia especifica como
  múltiples usuarios deben acceder a un sistema de
  archivos remoto simultáneamente
• Similares a los algoritmos de sincronización de
  procesos del capítulo 7
• Usualmente menos complejos debido a la latencia
  de E/S de disco y red
• Andrew File System (AFS) implementa un sistema de
  archivos remoto muy complicado
• Unix file system (UFS) implementa
• Escribe a un archivo abierto y visible
  inmediatamente a otros usuarios del mismo archivo
• Apuntador de archivo para compartir permite a
  varios usuarios leer y escribir concurrentemente
• AFS tiene semántica de sesiones
• La escritura es visible a sesiones que inician
  después que se cierra el archivo

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Protección

• Dueño/creador del archivo debe poder controlar
• qué puede hacerse
• por quién
• Tipos de acceso
• Read
• Write
• Execute
• Append
• Delete
• List

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Listas de acceso y grupos

• Modo de acceso read, write, execute
• Tres clases de usuarios
• Solicitar administrador que cree un grupo (nombre
  único), y añadir otros usuarios al grupo.
• Para un archivo o directorio particular, definir
  el tipo de acceso apropiado.

Asociar un grupo con un archivo chgrp
G game
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Windows XP Manejo Listas de Control de Acceso
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Listado directorio ejemplo en UNIX
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Fin