Unidad 4 Sistemas de ficheros

Sistemas operativos es un espacio de trabajo en el cual puedes realizar una abundancia de tareas, Gestionando la información de manera libre, entre ella las más comunes, Crear, Copiar, pegar, Eliminar, Denegar, Dar acceso y más.

Para llevar el control de los archivos se utilizan directorios, en muchos sistemas, éstos, son archivos. En la manera en que estas carpetas o directorios también contienen información detallada, como es la fecha de creación, tamaño de la carpeta, propietario y un nombre para identificarla.

Es por ello que manipulando esta variedad de información la mayoría de los sistemas operativos tienen muchos tipos distintos de archivos, UNIX, por ejemplo, tiene archivos regulares, directorios y archivos especiales (de bloques y caracteres). Los archivos regulares contienen la información que se necesita para dar a los archivos nombres simbólicos (es decir, cadenas ASCII). Los archivos especiales de bloques y de caracteres se utilizan para modelar dispositivos de disco y otros como terminales, respectivamente.

Además veremos la forma de acceder a ellos y gestionarlo en un sistema operativo como es el de (Windows XP), uno de los sistemas operativos que fue más usado en sus tiempos, que nos ayudó a revolucionar el dedo por su facilidad de clic en el mouse y unas ventanas muy atractivas y sus impresionantes sonidos.

Esto nos lleva a un manejo de información gráfica, ¿pero qué hacemos cuando los archivos son dañados y ya no tenemos acceso a ello mediante el Sistema operativos?, Aunque la mayoría de los usuarios siempre opta por la ayuda que nos ofrece el sistema, casi la mayor parte de esa ayuda es gratificantemente falsa.

Recuperación de archivos, casi siempre por fallas eléctricas, Virus, un mal funcionamiento del disco duro, un corto energía muy breve pero que puede causar una ruptura en un archivo, entre muchos problemas más comunes, lo cual veremos diferentes herramientas y programas y formas de recuperar archivos.

SISTEMAS ARCHIVOS

Para la mayoría de los usuarios, el sistema de archivos es el aspecto más visible de un sistema operativo. Los archivos almacenan datos y programas, y el sistema operativo implanta el concepto genérico de archivo administrando dispositivos de almacenamiento masivo.

Los archivos son administrados por el sistema operativo. La forma como se estructuran, nombran, acceden, usan, protegen e implementan son temas importantes en el diseño de sistemas  operativos. Globalmente la parte del sistema operativo que se ocupa de archivos se denomina sistema de archivos.

 

NOCIÓN DE ARCHIVO REAL Y VIRTUAL

Un archivo virtual de uso temporal que es utilizado por los procesos del sistema mientras se están ejecutando dichos procesos. Estos archivos se crean durante la ejecución de un sistema y los utiliza para el almacenamiento de información, intercambio y organización mientras se ejecuta el sistema, Se le conoce como archivo virtual, aquel que contiene los datos generados por el usuario.

Veremos un ejemplo muy claro de tareas comunes en nuestro sistema y que nosotros en simple vista no vemos,  Cuando nosotros estamos trabajando en Word y el nombre de nuestro archivo se llama “Sistemas Operativos - Reporte Unidad 5”, se crea un archivo Virtual llamado “~$stemas Operativos - Reporte Unidad 5” y su tamaño varia.

   

Este es un claro ejemplo de archivo virtual, un archivo real, se muestra de manera real, en la información del espacio que ocupa en un disco duro o sistema de almacenamiento, en otras palabras su tamaño en bytes.

   

COMPONENTES DE UN SISTEMA DE ARCHIVOS

Identificar que es un componente de archivo es muy fácil, ya que tiene que ver todas las que conforman todas aquellas rutinas encargadas de administrar todos los aspectos relacionados con el manejo de Archivos.

En general, un Sistema de Archivos está compuesto por: Métodos De Acceso, Administración De Archivos, Administración De Almacenamiento Secundario y Mecanismos De Integridad.

Métodos De Acceso: Se ocupan de la manera en que se tendrá acceso a la información almacenada en el archivo. Ejemplo: Secuencial, Directo, indexado, etc.

Administración De Archivos: Se ocupa de ofrecer los mecanismos para almacenar, compartir y asegurar archivos, así como para hacer referencia a ellos.

Administración De Almacenamiento Secundario: Se ocupa de asignar espacio para los archivos en los dispositivos de almacenamiento secundario. En la siguiente figura se muestra un ejemplo de la administración de espacio en un disco duro. 

Administración de almacenamiento en un disco duro.

Mecanismos De Integridad: Se ocupan de garantizar que no se corrompa la información de un archivo, de tal manera que solo la información que deba estar en él, se encuentre ahí.

Mecanismos de Organización Lógica: Contiene diferentes rutinas y comandos a través de los cuales el usuario podrá estructurar sus archivos virtuales.

Directorio de Identificadores: Convierte los identificadores simbólicos de los archivos en identificadores internos, los cuales apuntarán a su descriptor o a una estructura que permite encontrar el archivo.

Sistemas Teóricos de Archivos: Su objetivo es el de activar y desactivar a través de las rutinas de abrir y cerrar archivos y verifica el modo de acceso.

Mecanismos de Organización Física: Traslada las direcciones lógicas en direcciones físicas correspondientes a las estructuras de memoria secundaria y los buffers en memoria principal necesarios para la transferencia de datos.

Mecanismos de E/S: petición de acceso al archivo real, este mecanismo genera la secuencia de operaciones elementales de entrada y salida que se necesita.

SCHEDULING E/S: En este nivel es donde se tiene el número de peticiones pendientes así como de las que se están realizando y lleva el control y asignación de tiempo de CPU a las diferentes peticiones de E/S. 

 

ORGANIZACIÓN LÓGICA Y FÍSICA

Se refiere a las diferentes maneras en las que puede ser organizada la información de los archivos, así como las diferentes maneras en que ésta puede ser Reservada. Dado que hay 2 niveles de visión de los archivos (físico y lógico), se puede hablar también de 2 aspectos de organización de archivos: Organización de archivos lógicos y de archivos físicos.

 

Organización de un sistema de archivos utilizando directorios 

Organización lógica.

La mayoría de las computadoras organizan los archivos en jerarquías llamadas carpetas, directorios o catálogos . (El concepto es el mismo independientemente de la terminología usada.) Cada carpeta puede contener un número arbitrario de archivos, y también puede contener otras carpetas. Las otras carpetas pueden contener todavía más archivos y carpetas, y así sucesivamente, construyéndose un estructura en árbol en la que una «carpeta raíz» (el nombre varía de una computadora a otra) puede contener cualquier número de niveles de otras carpetas y archivos. A las carpetas se les puede dar nombre exactamente igual que a los archivos (excepto para la carpeta raíz, que a menudo no tiene nombre). El uso de carpetas hace más fácil organizar los archivos de una manera lógica.

MECANISMOS DE ACCESO A LOS ARCHIVOS

Para acceder a los archivos existen varios mecanismos, Directorios, Descriptores de archivos, mecanismos de control de acceso y procedimientos para abrir y cerrar archivos.

El descriptor de archivos o bloque de control, contiene información que el sistema necesita para administrar un archivo, Estructura muy dependiente del sistema.

Puede incluir la siguiente información:

 

• Nombre simbólico del archivo.
• Localización del archivo en el almacenamiento secundario.
• Organización del archivo (método de organización y acceso).
• Tipo de dispositivo.
• Datos de control de acceso.
• Tipo (archivo de datos, programa objeto, programa fuente, etc.).
• Disposición (permanente contra temporal).
• Fecha y tiempo de creación.
• Fecha de destrucción.
• Fecha de la última modificación.
• Suma de las actividades de acceso (número de lecturas, por ejemplo).

El descriptor de archivos es controlado por el sistema de archivos; el usuario no puede hacer referencia directa a él.

Identificación del archivo. Consiste de dos partes que es el nombre simbólico que es el que le da el usuario y un identificador interno que es asignado por el sistema operativo (número). Lugar de almacenamiento así como el tamaño del archivo.

Modo de acceso. Se debe indicar en forma explícita quien puede acceder el archivo y conque derecho.

Organización lógica.

La mayoría de las computadoras organizan los archivos en jerarquías llamadas carpetas, directorios o catálogos . (El concepto es el mismo independientemente de la terminología usada.) Cada carpeta puede contener un número arbitrario de archivos, y también puede contener otras carpetas. Las otras carpetas pueden contener todavía más archivos y carpetas, y así sucesivamente, construyéndose un estructura en árbol en la que una «carpeta raíz» (el nombre varía de una computadora a otra) puede contener cualquier número de niveles de otras carpetas y archivos. A las carpetas se les puede dar nombre exactamente igual que a los archivos (excepto para la carpeta raíz, que a menudo no tiene nombre). El uso de carpetas hace más fácil organizar los archivos de una manera lógica.

MECANISMOS DE ACCESO A LOS ARCHIVOS

Para acceder a los archivos existen varios mecanismos, Directorios, Descriptores de archivos, mecanismos de control de acceso y procedimientos para abrir y cerrar archivos.

El descriptor de archivos o bloque de control, contiene información que el sistema necesita para administrar un archivo, Estructura muy dependiente del sistema.

Puede incluir la siguiente información:

Organización lógica.

La mayoría de las computadoras organizan los archivos en jerarquías llamadas carpetas, directorios o catálogos . (El concepto es el mismo independientemente de la terminología usada.) Cada carpeta puede contener un número arbitrario de archivos, y también puede contener otras carpetas. Las otras carpetas pueden contener todavía más archivos y carpetas, y así sucesivamente, construyéndose un estructura en árbol en la que una «carpeta raíz» (el nombre varía de una computadora a otra) puede contener cualquier número de niveles de otras carpetas y archivos. A las carpetas se les puede dar nombre exactamente igual que a los archivos (excepto para la carpeta raíz, que a menudo no tiene nombre). El uso de carpetas hace más fácil organizar los archivos de una manera lógica.

MECANISMOS DE ACCESO A LOS ARCHIVOS

Para acceder a los archivos existen varios mecanismos, Directorios, Descriptores de archivos, mecanismos de control de acceso y procedimientos para abrir y cerrar archivos.

El descriptor de archivos o bloque de control, contiene información que el sistema necesita para administrar un archivo, Estructura muy dependiente del sistema.

Puede incluir la siguiente información: 

Mecanismo que en función de la identificación ya autenticada permite acceder a datos o recursos.

Los Directorios son utilizados por el sistema operativo para llevar un registro de los archivos que incluye el nombre, los atributos y las direcciones en disco donde se almacenan los datos del archivo referenciado.

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.

   

MANEJO DE ESPACIO EN MEMORIA SECUNDARIAEn la memoria secundaria, posiblemente un nombre no muy común, es la que utilizamos hoy en día, más frecuente.

 

Tal vez la memoria secundaria no es la más rápida, pero muy eficiente. Pero tiene gran capacidad para almacenar información en dispositivos tales como discos, cintas magnéticas, discos ópticos. Frecuentemente los datos y programas se graban en la Memoria Secundaria, de esta forma, cuando se ejecuta varias veces un programa o se utilicen repetidamente unos datos, no es necesario darlos de nuevo a través del dispositivo de entrada.

En la Memoria Secundaria un archivo consta de un conjunto de bloques (correspondiente a la cantidad de información que se transfiere físicamente en cada operación de acceso (lectura o escritura).

MODELO JERÁRQUICO

En la gestión de archivos, ya vimos que esta la manipulación de archivos y directorios, eh aquí la palabra clave para introducirnos al modelo jerárquico.

Como la mayoría de los usuarios creamos carpetas, y creamos carpeta dentro de otra carpeta y avece ni contamos cuantas carpetas hay dentro de otra carpeta.

 

 

Una posibilidad es que el directorio contenga por cada archivo referenciado:

• El nombre.
• Sus atributos.
• Las direcciones en disco donde se almacenan los datos.

Otra posibilidad es que cada entrada del directorio contenga:

• El nombre del archivo.
• Un apuntador a otra estructura de datos donde se encuentran los atributos y las, direcciones en disco.
• MECANISMOS DE RECUPERACIÓN EN CASO DE FALLA
  Existen muchas herramientas que contiene el mismo sistema operativo para recuperar información. De igual manera existen innumerable programas en internet que son de mucha ayuda y muy fáciles de usar y que su ejecución tiene que ser atreves de un sistema operativo, pero el problema persiste en muchas ocasiones, porque no conocemos más allá de las posible soluciones que le podemos dar, tratando el error más a fondo. Eh aquí cuando entran los programas que trabajan independiente del sistema operativo.
   
  CHKDSK: Con esto podemos verificar la integridad del disco duro y su sistema de archivos si son legibles o si están dañados Esto lo efectuamos ingresando al menú Inicio -> Todos Los Programas -> Accesorios -> Símbolo de Sistema
   
  Como en la imagen de arriba dice “chkdsk /f /r” Pues primero es el comando que estamos utilizando que es CHKDSK, Después sigue /f, que es para desmontar el volumen. Si el volumen está siendo ocupado por un proceso, rompe ese enlace y el disco duro lo ocupa solo para la terminal de símbolo de sistema y así poder analizarlo, también viene /r esto es para reparar los sectores dañados del sistema.
  HDD Regenerator: Este programa elimina sectores dañados de la superficie de un disco duro. Este lo tenemos que ocupar fuera del sistema operativo para que el uso del disco duro sea más fácil de manipular, para ello se tiene que hacer un disco booteable o como es la actualidad, ya lo podemos hacer en una memoria.
  Pulsamos la Opción 1 (Scan and Repair) y nos aparecerá la siguiente pantalla:
   
  Se deja ese valor como nos indica la imagen Pulsamos Enter para comenzar con la reparación:
  

El proceso puede tardar bastantes horas dependiendo del tamaño del disco. Ejemplo: Un Hdd de 200Gb. sin errores tarda entre 40 y 60 minutos, si hay encuentra errores vamos sumando 5 minutos Aprox. por sector defectuoso encontrado.

CONCLUSIÓN

La Vida cotidiana nos ha llevado a omitir todos estos procedimientos, los cuales son muy necesarios conocer, ya que conociendo la estructura y la forma en cómo trabajan e identificar los conceptos básicos en la materia de Sistemas Operativos. Nos lleva a un entendimiento más claro de la gestión de archivos.

Sistemas Operativos no solo abarca conocer, cuantos sistemas operativos hay, sino de todo lo que se puede hacer en ello, Poder tener una manipulación más libre de tu sistema.

Los archivos de igual manera cuando conoces en la manera como están creados virtualmente  se puede sacar algunas ventajas sobre ello.

La recuperación de archivos es una introducción de lo poco que se puede hacer en caso de pérdida de datos, pero especializándose día con día, nos llevaría ir a conociendo conceptos más complejos, que atreves del tiempo iremos manipulando de una manera muy sencilla, pero no basta con recuperar los archivos cada vez que se pierdan. Lo más importante es cómo prevenir esa pérdida de datos o que los archivos se pierda. Esa sería la mejor opción para estos problemas, ya que tenemos siempre que estar un paso adelante.

Administrar los archivos adecuadamente y teniendo una integridad de calidad, nos hace confiar más en nuestro sistema, debido a que estamos más seguros de tener una mejor estabilidad y protección.