Implementación de archivos
Sistema de archivos
Implementacion del almacenaje y control de archivos
El aspecto clave de la implementación de archivos es el registro de los bloques asociados a cada archivo. Un sistema de archivos posee dos problemas de diseño diferentes: 1) Definir como debe ver el usuario el sistema de archivos. 1a. Definir un archivo y sus atributos. 2b. Definir las operaciones permitidas sobre un archivo. 2)Definir los algoritmos y estructuras de datosque deben crearse para establecer la correspondencia entre el sistema de archivos lógico y los dispositivos fisicos donde
Implementación de archivos
Sistema de archivos
Métodos de asignación.
Existen tres métodos principales para almacenar archivos en discos. Contiguos, vinculados e indexados.
Implementación de archivos
Asignación contigua.
Los archivos son asignados a áreas contiguas de almacenamiento secundario. Ventajas:1. Facilidad de implantación, ya que solo se precisa el número del bloque de inicio para localizar un archivo.2. Rendimiento excelente respecto a la E/S. Desventajas:1. Se debe conocer el tamaño maximo del archivo al crearlo. 2. Produce una gran fragmentación de los discos.
Implementación de archivos
Asignación vinculada o enlazada.
1. Los archivos de disco se pueden almacenar como listas enlazadas, con el costo del espacio de almacenamiento consumido por cada enlace. (Por ejemplo, un bloque puede tener 508 bytes en lugar de 512).
2. La asignación vinculada no implica fragmentación externa, no requiere tamaños de archivo conocidos previamente y permite que los archivos crezcan dinámicamente en cualquier momento.
3. Desafortunadamente, la asignación vinculada solo es eficiente para archivos de acceso secuencial, ya que el acceso aleatorio requiere comenzar al principio de la lista para cada nuevo acceso a la ubicación.
4. La asignación de grupos de bloques reduce el espacio desperdiciado por los punteros, a costa de la fragmentación interna.
5. Otro gran problema con la asignación vinculada es la confiabilidad si un puntero se pierde o se daña. Las listas doblemente enlazadas brindan cierta protección, a costa de gastos generales adicionales y espacio desperdiciado.
Implementación de archivos
Asignación vinculada o enlazada.
La tabla de asignación de archivos, FAT, utilizada por DOS es una variación de la asignación vinculada, donde todos los vínculos se almacenan en una tabla separada al comienzo del disco. El beneficio de este enfoque es que la tabla FAT se puede almacenar en caché en la memoria, lo que mejora en gran medida las velocidades de acceso aleatorio.
Implementación de archivos
Asignación indexada.
1. La asignación indexada combina todos los índices para acceder a cada archivo en un bloque común (para ese archivo), en lugar de distribuirlos por todo el disco o almacenarlos en una tabla FAT. 2. Se desperdicia algo de espacio en disco (en relación con listas vinculadas o tablas FAT) porque se debe asignar un bloque de índice completo para cada archivo, independientemente de cuántos bloques de datos contenga el archivo. Esto lleva a preguntas sobre qué tan grande debe ser el bloque de índice y cómo debe implementarse. Hay varios enfoques: 2.1 Esquema vinculado: un bloque de índice es un bloque de disco, que se puede leer y escribir en una sola operación de disco. El primer bloque de índice contiene información de encabezado, las primeras N direcciones de bloque y, si es necesario, un puntero a bloques de índice vinculados adicionales.
Inodo Unix
Implementación de archivos
Asignación indexada.
2.2 Índice de niveles múltiples: el primer bloque de índice contiene un conjunto de punteros a bloques de índice secundarios, que a su vez contienen punteros a los bloques de datos reales. 2.3 Esquema combinado: este es el esquema utilizado en los inodos de UNIX, en el que los primeros 12 o más punteros de bloques de datos se almacenan directamente en el inodo, y luego los punteros indirectos individuales, dobles y triples brindan acceso a más bloques de datos según sea necesario. La ventaja de este esquema es que para archivos pequeños (que son muchos), los bloques de datos son fácilmente accesibles (hasta 48K con tamaños de bloque de 4K); Se puede acceder a los archivos de hasta aproximadamente 4144 K (usando bloques de 4 K) con un solo bloque indirecto (que se puede almacenar en caché), y aún se puede acceder a los archivos grandes usando una cantidad relativamente pequeña de accesos al disco (más grande en teoría de lo que puede abordar un 32 dirección de bits, razón por la cual algunos sistemas se han movido a punteros de archivo de 64 bits).
Implementación de archivos
Rendimiento.
1. El método de asignación óptimo es diferente para archivos de acceso secuencial que para archivos de acceso aleatorio, y también es diferente para archivos pequeños que para archivos grandes.2. Algunos sistemas admiten más de un método de asignación, lo que puede requerir especificar cómo se usará el archivo (acceso secuencial o aleatorio) en el momento en que se asigna. Dichos sistemas también proporcionan utilidades de conversión.
3. Se sabe que algunos sistemas utilizan el acceso contiguo para archivos pequeños y cambian automáticamente a un esquema indexado cuando el tamaño de los archivos supera un cierto umbral.
4. Y, por supuesto, algunos sistemas ajustan sus esquemas de asignación (por ejemplo, tamaños de bloque) para adaptarse mejor a las características del hardware para un rendimiento óptimo.
Implantación de archivos y métodos de asignación.
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Created on May 15, 2023
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Implementación de archivos
Sistema de archivos
Implementacion del almacenaje y control de archivos
El aspecto clave de la implementación de archivos es el registro de los bloques asociados a cada archivo. Un sistema de archivos posee dos problemas de diseño diferentes: 1) Definir como debe ver el usuario el sistema de archivos. 1a. Definir un archivo y sus atributos. 2b. Definir las operaciones permitidas sobre un archivo. 2)Definir los algoritmos y estructuras de datosque deben crearse para establecer la correspondencia entre el sistema de archivos lógico y los dispositivos fisicos donde
Implementación de archivos
Sistema de archivos
Métodos de asignación.
Existen tres métodos principales para almacenar archivos en discos. Contiguos, vinculados e indexados.
Implementación de archivos
Asignación contigua.
Los archivos son asignados a áreas contiguas de almacenamiento secundario. Ventajas:1. Facilidad de implantación, ya que solo se precisa el número del bloque de inicio para localizar un archivo.2. Rendimiento excelente respecto a la E/S. Desventajas:1. Se debe conocer el tamaño maximo del archivo al crearlo. 2. Produce una gran fragmentación de los discos.
Implementación de archivos
Asignación vinculada o enlazada.
1. Los archivos de disco se pueden almacenar como listas enlazadas, con el costo del espacio de almacenamiento consumido por cada enlace. (Por ejemplo, un bloque puede tener 508 bytes en lugar de 512). 2. La asignación vinculada no implica fragmentación externa, no requiere tamaños de archivo conocidos previamente y permite que los archivos crezcan dinámicamente en cualquier momento. 3. Desafortunadamente, la asignación vinculada solo es eficiente para archivos de acceso secuencial, ya que el acceso aleatorio requiere comenzar al principio de la lista para cada nuevo acceso a la ubicación. 4. La asignación de grupos de bloques reduce el espacio desperdiciado por los punteros, a costa de la fragmentación interna. 5. Otro gran problema con la asignación vinculada es la confiabilidad si un puntero se pierde o se daña. Las listas doblemente enlazadas brindan cierta protección, a costa de gastos generales adicionales y espacio desperdiciado.
Implementación de archivos
Asignación vinculada o enlazada.
La tabla de asignación de archivos, FAT, utilizada por DOS es una variación de la asignación vinculada, donde todos los vínculos se almacenan en una tabla separada al comienzo del disco. El beneficio de este enfoque es que la tabla FAT se puede almacenar en caché en la memoria, lo que mejora en gran medida las velocidades de acceso aleatorio.
Implementación de archivos
Asignación indexada.
1. La asignación indexada combina todos los índices para acceder a cada archivo en un bloque común (para ese archivo), en lugar de distribuirlos por todo el disco o almacenarlos en una tabla FAT. 2. Se desperdicia algo de espacio en disco (en relación con listas vinculadas o tablas FAT) porque se debe asignar un bloque de índice completo para cada archivo, independientemente de cuántos bloques de datos contenga el archivo. Esto lleva a preguntas sobre qué tan grande debe ser el bloque de índice y cómo debe implementarse. Hay varios enfoques: 2.1 Esquema vinculado: un bloque de índice es un bloque de disco, que se puede leer y escribir en una sola operación de disco. El primer bloque de índice contiene información de encabezado, las primeras N direcciones de bloque y, si es necesario, un puntero a bloques de índice vinculados adicionales.
Inodo Unix
Implementación de archivos
Asignación indexada.
2.2 Índice de niveles múltiples: el primer bloque de índice contiene un conjunto de punteros a bloques de índice secundarios, que a su vez contienen punteros a los bloques de datos reales. 2.3 Esquema combinado: este es el esquema utilizado en los inodos de UNIX, en el que los primeros 12 o más punteros de bloques de datos se almacenan directamente en el inodo, y luego los punteros indirectos individuales, dobles y triples brindan acceso a más bloques de datos según sea necesario. La ventaja de este esquema es que para archivos pequeños (que son muchos), los bloques de datos son fácilmente accesibles (hasta 48K con tamaños de bloque de 4K); Se puede acceder a los archivos de hasta aproximadamente 4144 K (usando bloques de 4 K) con un solo bloque indirecto (que se puede almacenar en caché), y aún se puede acceder a los archivos grandes usando una cantidad relativamente pequeña de accesos al disco (más grande en teoría de lo que puede abordar un 32 dirección de bits, razón por la cual algunos sistemas se han movido a punteros de archivo de 64 bits).
Implementación de archivos
Rendimiento.
1. El método de asignación óptimo es diferente para archivos de acceso secuencial que para archivos de acceso aleatorio, y también es diferente para archivos pequeños que para archivos grandes.2. Algunos sistemas admiten más de un método de asignación, lo que puede requerir especificar cómo se usará el archivo (acceso secuencial o aleatorio) en el momento en que se asigna. Dichos sistemas también proporcionan utilidades de conversión. 3. Se sabe que algunos sistemas utilizan el acceso contiguo para archivos pequeños y cambian automáticamente a un esquema indexado cuando el tamaño de los archivos supera un cierto umbral. 4. Y, por supuesto, algunos sistemas ajustan sus esquemas de asignación (por ejemplo, tamaños de bloque) para adaptarse mejor a las características del hardware para un rendimiento óptimo.