Sistemas de archivos en el sistema operativo: estructura, atributos, tipos

¿Qué es el sistema de archivos?

Un archivo es una colección de información correlacionada que se registra en un almacenamiento secundario o no volátil, como discos magnéticos, discos ópticos y cintas. Es un método de recopilación de datos que se utiliza como medio para dar información y recibir resultados de ese programa.

En general, un archivo es una secuencia de bits, bytes o registros cuyo significado lo define el creador y el usuario del archivo. Cada archivo tiene una ubicación lógica donde se ubican para su almacenamiento y recuperación.

Objetivo del sistema de gestión de archivos

Estos son los principales objetivos del sistema de gestión de archivos:

  • Proporciona soporte de E/S para una variedad de tipos de dispositivos de almacenamiento.
  • Minimiza las posibilidades de pérdida o destrucción de datos.
  • Ayuda al sistema operativo a rutinas de interfaz de E/S estandarizadas para procesos de usuario.
  • Proporciona soporte de E/S para múltiples usuarios en un entorno de sistemas multiusuario.

Propiedades de un sistema de archivos

Estas son las propiedades importantes de un sistema de archivos:

  • Los archivos se almacenan en el disco u otro almacenamiento y no desaparecen cuando un usuario cierra la sesión.
  • Los archivos tienen nombres y están asociados con un permiso de acceso que permite compartirlos de forma controlada.
  • Los archivos se pueden organizar o más com.plex estructuras que reflejen la relación entre ellos.

Estructura de archivo

Una estructura de archivos debe tener un formato predefinido de tal manera que sistema operativo entiende. Tiene una estructura exclusivamente definida, que depende de su tipo.

Tres tipos de estructura de archivos en el sistema operativo:

  • Un archivo de texto: Es una serie de caracteres que se organiza en líneas.
  • Un archivo objeto: Es una serie de bytes que se organiza en bloques.
  • Un archivo fuente: Es una serie de funciones y procesos.

Sugerencia de lectura: -¿Qué es el sistema operativo? Explique los tipos de sistema operativo, características y ejemplos.

Atributos de archivo

Un archivo tiene un nombre y datos. Además, también almacena metainformación como la fecha y hora de creación del archivo, el tamaño actual, la fecha de la última modificación, etc. Toda esta información se denomina atributos de un sistema de archivos.

A continuación, se muestran algunos atributos de archivo importantes utilizados en el sistema operativo:

  • Nombre: Es la única información almacenada en un formato legible por humanos.
  • Identificador: Cada archivo se identifica mediante un número de etiqueta único dentro de un sistema de archivos conocido como identificador.
  • Ubicación: Apunta a la ubicación del archivo en el dispositivo.
  • Tipo: Este atributo es necesario para sistemas que admiten varios tipos de archivos.
  • Tamaño. Atributo utilizado para mostrar el tamaño del archivo actual.
  • Protección. Este atributo asigna y controla los derechos de acceso para leer, escribir y ejecutar el archivo.
  • Hora, fecha y seguridad: Se utiliza para protección, seguridad y también para monitoreo.

Tipo de Archivo

Se refiere a la capacidad del sistema operativo para diferenciar varios tipos de archivos, como archivos de texto, binarios y archivos fuente. Sin embargo, los sistemas operativos como MS_DOS y UNIX tienen la siguientewing tipo de archivos:

Archivo especial de caracteres

Es un archivo de hardware que lee o escribe datos carácter por carácter, como el mouse, la impresora y más.

Archivos ordinarios

  • Este tipo de archivos almacena información del usuario.
  • Puede ser texto, programas ejecutables y bases de datos.
  • Permite al usuario realizar operaciones como agregar, eliminar y modificar.

Archivos de directorio

  • El directorio contiene archivos y otra información relacionada con esos archivos. Básicamente es una carpeta para guardar y organizar varios archivos.

Archivos especiales

  • Estos archivos también se denominan archivos de dispositivo. Representa dispositivos físicos como impresoras, discos, redes, unidades flash, etc.

Funciones del archivo

  • Cree un archivo, busque espacio en el disco y realice una entrada en el directorio.
  • Escribir en archivo, requiere posicionamiento dentro del archivo
  • Leer desde un archivo implica posicionarse dentro del archivo
  • Eliminar entrada de directorio, recuperar espacio en disco.
  • Reposición: mueve la posición de lectura/escritura.

Términos de uso común en sistemas de archivos

Campo

Este elemento almacena un valor único, que puede ser estático o de longitud variable.

BASE DE DATOS

La recopilación de datos relacionados se denomina base de datos. Las relaciones entre elementos de datos son explícitas.

ARCHIVOS

Archivos es la colección de registros similares que se tratan como una sola entidad.

REGISTRO

Un tipo de registro es una com.plex tipo de datos que permite al programador crear un nuevo tipo de datos con la estructura de columnas deseada. Agrupa una o más columnas para formar un nuevo tipo de datos. Estas columnas tendrán sus propios nombres y tipos de datos.

Métodos de acceso a archivos

El acceso a archivos es un proceso que determina la forma en que se accede a los archivos y se leen en la memoria. Generalmente, los sistemas operativos siempre admiten un método de acceso único. Aunque existen algunos sistemas operativos que también admiten múltiples métodos de acceso.

Tres métodos de acceso a archivos son:

  • Acceso secuencial
  • Acceso aleatorio directo
  • Acceso secuencial al índice

Acceso secuencial

En este tipo de método de acceso a archivos, se accede a los registros en una determinada secuencia predefinida. En el método de acceso secuencial, la información almacenada en el archivo también se procesa una por una. La mayoría de los compiladores acceden a los archivos utilizando este método de acceso.

Acceso aleatorio

El método de acceso aleatorio también se denomina acceso aleatorio directo. Este método permite acceder al registro directamente. Cada registro tiene su propia dirección a la que se puede acceder directamente para lectura y escritura.

Acceso secuencial

Este tipo de método de acceso se basa en un acceso secuencial simple. En este método de acceso, se crea un índice para cada archivo, con un puntero directo a diferentes bloques de memoria. En este método, el índice se busca secuencialmente y su puntero puede acceder al archivo directamente. Se pueden utilizar múltiples niveles de indexación para ofrecer una mayor eficiencia en el acceso. También reduce el tiempo necesario para acceder a un único registro.

Asignación de espacio

En el sistema operativo, a los archivos siempre se les asignan espacios en disco.

Tres tipos de métodos de asignación de espacio son:

  • Asignación vinculada
  • Asignación indexada
  • Asignación contigua

Asignación contigua

En este método,

  • Cada archivo utiliza un espacio de direcciones contiguo en la memoria.
  • Aquí, el sistema operativo asigna la dirección del disco en orden lineal.
  • En el método de asignación contigua, la fragmentación externa es el mayor problema.

Asignación vinculada

En este método,

  • Cada archivo incluye una lista de enlaces.
  • El directorio contiene un enlace o puntero en el primer bloque de un archivo.
  • Con este método no hay fragmentación externa.
  • Este método de asignación de archivos se utiliza para archivos de acceso secuencial.
  • Este método no es ideal para un archivo de acceso directo.

Asignación indexada

En este método,

  • El directorio comprende las direcciones de los bloques de índice de los archivos específicos.
  • Se crea un bloque de índice que tiene todos los punteros para archivos específicos.
  • Todos los archivos deben tener bloques de índice individuales para almacenar las direcciones del espacio en disco.

Directorios de archivos

Un único directorio puede contener o no varios archivos. También puede tener subdirectorios dentro del directorio principal. La información sobre los archivos la mantienen los Directorios. En el sistema operativo Windows, se llama carpetas.

Directorios de archivos
Directorio de un solo nivel

Following es la información que se mantiene en un directorio:

  • Nombre El nombre que se muestra al usuario.
  • Tipo: Tipo de directorio.
  • Puesto de trabajo: Punteros actuales de siguiente lectura/escritura.
  • Ubicación: Ubicación en el dispositivo donde se almacena el encabezado del archivo.
  • Tamaño: Número de bytes, bloques y palabras del archivo.
  • Protección: Control de acceso en lectura/escritura/ejecución/eliminación.
  • Uso: Hora de creación, acceso, modificación

Tipos de archivos: nombre, extensión

Tipo de Archivo Extensión habitual Función
Ejecutable exe, com, bin o ninguno programa en lenguaje de máquina listo para ejecutar
Objeto objeto, o cumplido, lenguaje de máquina, no vinculado
Código fuente C. p, pas, 177, asm, a código fuente en varios idiomas
Lote murciélago, sh Serie de comandos a ejecutar.
Texto texto, documento documentos de datos textuales
Procesador de textos doc, documentos, tex, rrf, etc. varios formatos de procesador de textos
de Recursos lib,h bibliotecas de rutinas
Archivos arco, cremallera, alquitrán Archivos relacionados agrupados en un solo archivo, a veces comprimidos.

Resumen

  • Un archivo es una colección de información correlacionada que se registra en un almacenamiento secundario o no volátil, como discos magnéticos, discos ópticos y cintas.
  • Proporciona soporte de E/S para una variedad de tipos de dispositivos de almacenamiento.
  • Los archivos se almacenan en el disco u otro almacenamiento y no desaparecen cuando un usuario cierra la sesión.
  • Una estructura de archivo debe tener un formato predefinido de tal manera que un sistema operativo lo entienda.
  • El tipo de archivo se refiere a la capacidad del sistema operativo para diferenciar diferentes tipos de archivos, como archivos de texto, binarios y archivos fuente.
  • Cree un espacio de búsqueda en el disco y haga una entrada en el directorio.
  • El método de acceso secuencial indexado se basa en un acceso secuencial simple
  • En el método de acceso secuencial, se accede a los registros en una determinada secuencia predefinida.
  • El método de acceso aleatorio también se denomina acceso aleatorio directo.
  • Tres tipos de métodos de asignación de espacio son:
  • Asignación vinculada
  • Asignación indexada
  • Asignación contigua
  • La información sobre los archivos es mantenida por Directorios