Sistema de Archivos

Concepto de Bloque.
En los dispositivos de almacenamiento secundario (discos duros, por ejemplo), la información se agrupa en bloques. Cada archivo está compuesto por 1 o varios bloques, y a su vez cada bloque está ubicado en un número de sectores.
La elección del tamaño del bloque es importante, ya que los bloques siempre se asignan completos, por lo que la parte sobrante no se puede utilizar.
Si el bloque es demasiado grande, se desperdicia espacio.
Si el bloque es muy pequeño, se aumenta el tiempo.
Tamaños típicos de bloque: 512 bytes, 1 Kb y 2 Kb.

La estructura básica de un sistema de archivos se divide en particiones y volúmenes.

Partición: división lógica de una unidad de disco, también denominada volúmenen sistemas Windows.
MBR: Master Boot Record. Es leído y ejecutado por la BIOS al encenderse el computador.
Tabla de Particiones: Contiene la información de donde comienza y termina cada partición en el disco. Cada partición puede tener un sistema de archivos diferente.
Bloque de arranque: primer bloque de cada partición. Contiene la información de cómo arrancar el Sistema Operativo contenido en ella.

FÍSICAMENTE:
Cilindro: disco físico. Ej: 1 diskette el cilindro está formado por una única superficie, mientras que un disco duro está formado por varias.
Pistas: divisiones concéntricas del disco.
Sectores: unidad atómica en la que se divide un disco para acceder a él en múltiplos de esta. Ej: 512b.
Bloques: agrupación de sectores que realiza el sistema operativo, denominado cluster en sistemas Windows. El acceso al disco que realiza el S.O. se hace en esta unidad.

Físicamente se puede distinguir:

Cilindro: superficies físicas.
Pistas: divisiones concéntricas del disco. Un disco removible de 3.5" tiene en formato simple 18 pistas.

Sectores: unidad at&ocute;mica en la que se divide un disco para acceder a él en múltiplos de esta. Ej: 512b.

Bloques: agrupación de sectores que realiza el sistema operativo, denominado clusteren sistemas Windows. El acceso al disco que realiza el S.O. se hace en esta unidad.

En sistemas de archivos de discos, estos deben considerar la estructura básica: particiones o volúmenes.
Cada partición debe contener la información de todos los archivos (y directorios si corresponde) que alberga. Esta información es almacenada en sectores al inicio del volumen, cuya estructura varía considerablemente entre sistemas de archivos, aunque conceptualmente se puede interpretar como sigue.

Para manejar los bloques, el sistema Operativo emplea varias técnicas:
La Asignación Adyacente, que consiste en almacenar los archivos mediante bloques adyacentes o contiguos en el disco. La ventaja consiste en su fácil implementación. Tiene el problema de que se requiere conocer con anterioridad el número de bloques que ocupará un fichero. Quedan huecos que son desaprovechados.



La Asignación por Lista Enlazada, en la que los archivos se mantienen como una lista enlazada de bloques en el disco.
El archivo contiene la dirección del primer bloque, y cada bloque contiene la dirección del siguiente, o el valor NULL en caso de ser el último. De esta forma se aprovechan todos los bloques del disco.




Asignación por Lista Enlazada con TABLA.
Toma el apuntador que antes estaba dentro del bloque en disco, y lo traslada a una tabla exclusivamente para ese efecto. De esta forma el bloque se llena de datos y poder acceder aleatoriamente al archivo es más simple pues no requiere de accesos a disco dado que todos los datos están juntos en memoria.
A esto se le conoce como FAT, File Allocation Table.

FAT16: direcciones bloques de 16 bits.

FAT32: direcciones bloques de 32 bits.




Los Nodos-i consisten en asociar a cada archivo una estructura de datos llamada "i-node" (nodo índice).

Esta estructura contiene las direcciones de los bloques en disco que componen al archivo.

Las últimas entradas del i-nodo se reservan para cuando el archivo ocupa más bloques de los que el i-nodo es capaz de almacenar, y pueden contener la dirección de otro bloque en el que se guardan las demás direcciones. A este bloque se le llama bloque indirecto. También hay bloques indirectos dobles y triples.
Es el tipo de organización empleada en los sistemas operativos Unix/Linux.

Uno de los problemas importantes que debe tratar el sistema de archivos, es la administración de los bloques libres.


Listas Enlazadas Libres:
Se utiliza una lista enlazada de bloques de disco que contienen números de bloques libres. Se almacenan tantos números como se pueda en cada bloque. Para agilizar el proceso de búsqueda de un bloque libre, se mantiene uno o más bloques en memoria, dejando el resto en disco.
La desventaja es que cuando el bloque esta por llenarse puede provocar muchas operaciones de I/O al buscar otro bloque, producto de una serie de creaciones y eliminaciones de archivos y directorios.



Mapas de bits:
Se crea un mapa donde se representa a cada bloque disponible con 1 bit.
Es muy eficiente en espacio, al emplear 1 bit en lugar de una palabra, excepto cuando el disco esta lleno, caso en el cual la lista es más pequeña.
Al igual que la lista, se puede dejar solo una porción del mapa en memoria y el resto en disco.