U2 Flashcards
(27 cards)
CONCEPTO DE ARCHIVOS
-Los archivos son unidades lógicas de información creada por los procesos, cuyo tamaño se expresa en Bytes.
- La información que se almacena en los archivos debe ser persistente.
- Un archivo se puede compartir entre varios procesos.
- La parte del sistema operativo que trata con los archivos se conoce como sistema de archivos.
NOMBRE DE ARCHIVOS:
- La forma de nombrar un archivo depende del sistema operativo:
- Linux 🡪 nombre
- Windows 🡪 nombre.extensión
NOMBRE DE ARCHIVOS EN LINUX:
- Puede tener entre 1 y 255 caracteres.
- Se puede utilizar cualquier carácter excepto la barra inclinada / y el carácter nulo.
- No es recomendable emplear los caracteres con significado especial en Linux. En tal caso, el nombre del archivo deberá ir entre comillas.
- Se pueden utilizar números exclusivamente.
- Es sensible a las letras mayúsculas y minúsculas.
Tipos de Archivos en Linux.
- Regulares: Pueden contener cualquier tipo de información (-).
- Directorios: Agrupa otros archivos de una forma estructurada (d).
- Especiales: Representan los dispositivos (b o c).
- Enlazados: Le permiten dar a un único archivo múltiples nombres (l).
- Tubería: Utilizados para comunicación entre procesos (p).
Métodos de Acceso.
Archivos de acceso secuencial.
- Se accede a los datos en un determinado orden.
- Ejemplo: cintas magnéticas.
Archivos de acceso aleatorio.
- Los datos se acceden en cualquier orden.
- Se utiliza la operación SEEK.
- Ejemplo: discos.
Atributos de un Archivo.
Un atributo o metadato es información adicional asociada con un archivo (además de su nombre y los datos propiamente dichos).
- Creador
- Propietario
- Protección
- Hora de creación
- Hora del último acceso
- Hora de la última modificación
- Tamaño actual
- Contraseña
- Bandera de solo lectura
- Bandera oculto
- Bandera del sistema
- Bandera ASCII/binario
- Bandera temporal
Nodo-i, QUÉ ES?
- Es una tabla que contiene información referida a un archivo y cada archivo tiene su propio nodo i.
- Contenido del nodo i:
- Atributos.
- Direcciones de los bloques que almacenan los datos (son los datos que el usuario guarda en el archivo, por ejemplo: una foto, un apunte, un listado de notas).
-
Direcciones indirectas:
- Dirección simplemente indirecta.
- Dirección doblemente indirecta.
- Dirección triplemente indirecta.
Particiones de disco.
- Una partición de un disco es una unidad lógica de almacenamiento que permite dividir un disco rígido en varias partes
- Cada partición puede tener un sistema de archivos diferente
- Tipos de particiones:
- Partición primaria 🡪 son divisiones crudas o primarias del disco (4 como máximo) o 3 primarias y una extendida.
- Partición extendida (secundaria) 🡪 se utiliza para contener múltiples unidades lógicas. Sólo puede haber UNA partición extendida por disco físico.
- Partición lógica 🡪 ocupa una parte (o toda) de la partición extendida. Puede contener un sistema de archivos (FAT, NTFS, ext4, etc.)
Implementación o implantación de archivos: Asignación contigua. También mencione VENTAJAS Y DESVENTAJAS
Asignación contigua.
Cada archivo se almacena como una serie contigua de bloques de disco.
VENTAJAS:
- Es simple de implementar.
- Se requiere saber el número del primer bloque de cada archivo y su tamaño.
- Rápida lectura del archivo.
DESVENTAJAS:
- Fragmentación Externa.
- Fragmentación Interna (espacio de memoria NO utilizado y que no puede aprovechar ningún proceso o archivo)
- Difícil crecimiento del archivo
Implementación o implantación de archivos: Asignación de lista enlazada (ligada). Mencione consideraciones a tener en cuenta
Asignación de lista enlazada (ligada).
La primer palabra de cada bloque es un puntero al siguiente bloque del archivo.
El resto del bloque se utiliza para almacenar datos.
Consideraciones a tener en cuenta:
- Se elimina la fragmentación externa.
- En el directorio sólo se almacena la dirección del primer bloque de disco.
- El archivo puede crecer fácilmente.
- Lenta lectura del archivo si el acceso es aleatorio, ya que se debe pasar por todos los bloques físicos anteriores.
Implementación o implantación de archivos: Asignación de lista enlazada y un índice (FAT). También mencione VENTAJAS Y DESVENTAJAS
- La primer palabra de cada bloque (puntero) se almacena en una tabla en la memoria.
- El bloque completo se utiliza para almacenar datos.
- Agiliza el acceso aleatorio, ya que la búsqueda de los bloques se hace en la tabla almacenada en RAM.
- En el directorio sólo se almacena la dirección del primer bloque de disco.
- FAT (file allocation table).
VENTAJAS:
- Acceso eficiente.
- Manejo dinámico del archivo.
- Reducción del uso de memoria RAM.
DESVENTAJAS:
- Toda la tabla FAT debe estar en memoria.
- No es escalable para discos grandes
Implementación o implantación de archivos: Nodo-i o i-nodo (nodo índice).
- El i-nodo es un bloque de disco que contiene los atributos de un archivo y las direcciones de los bloques de disco de los datos
- Todo archivo o directorio en Linux tiene asociado un número de i-nodo
- El i-nodo es un número entero
- El i-nodo es una estructura de datos almacenada en un bloque de disco
- La información de qué bloques pertenecen a cada archivo está descentralizada en cada i-nodo, esto lo hace muy robusto
- Sólo es necesario llevar a RAM la información del i-nodo, cuando se abre un archivo y/o directorio
NTFS - New Technology File System: CARACTERÍSTICAS
NTFS es el sistema de archivos desarrollado por Microsoft para sus sistemas operativos modernos(Actualmente, es el sistema por defecto en Windows 11)
Fue creado para superar las limitaciones de FAT, ofreciendo mayor seguridad, estabilidad, eficiencia y soporte para archivos grandes.
⚙️ Características principales de NTFS
🔐 1. Soporte para permisos y seguridad (ACLs)
NTFS usa un sistema de permisos llamado ACL (Access Control List).
Permite definir quién puede leer, escribir o ejecutar un archivo.
Se pueden asignar permisos a usuarios o grupos individuales.
👉 Fundamental en entornos empresariales y para la ciberseguridad.
💥 2. Tolerancia a fallos (journaling)
NTFS usa un registro por diario (journal) para registrar operaciones antes de aplicarlas.
Si el sistema se apaga mal, puede recuperarse sin dañar archivos.
Esto evita corrupción de datos como ocurre en FAT.
📏 3. Soporte para archivos y discos grandes
Puede manejar archivos mucho más grandes que 4 GB (a diferencia de FAT32).
Volúmenes: NTFS puede usarse en discos de varios terabytes (TB).
📦 4. Compresión de archivos y carpetas
NTFS permite comprimir archivos o carpetas automáticamente, ahorrando espacio en disco. Windows lo muestra como normal, pero el archivo ocupa menos espacio físicamente.
🔄 5. Cifrado (EFS – Encrypting File System)
NTFS puede cifrar archivos individuales con claves propias del usuario.
Esto protege los archivos incluso si alguien accede al disco desde otro sistema operativo.
🔢 6. Soporte para nombres largos y compatibilidad Unicode
Soporta nombres de hasta 255 caracteres, incluyendo símbolos y letras de otros idiomas (Unicode).
🧱 7. Organización avanzada: MFT (Master File Table)
Todos los archivos (incluso las carpetas y la propia MFT) se guardan como registros en la tabla MFT.
Cada entrada tiene:
Nombre del archivo
Ubicación en el disco
Permisos
Tiempos de creación, modificación, acceso
Otros metadatos
👉 Esto permite búsquedas rápidas y buena organización.
🧠 8. Timestamps detallados
NTFS guarda múltiples fechas:
Creation Time: Fecha de creación del archivo
Last Access Time: Última vez que se leyó el archivo
Last Write Time: Última vez que se modificó el contenido
Change Time: Última vez que se modificaron los metadatos
🧩 9. Puntos de montaje, enlaces simbólicos, y más
Se pueden montar sistemas de archivos en carpetas (como en Linux).
Admite enlaces duros y simbólicos.
MFT – Master File Table: DESARROLLE
Función principal:
Es la estructura principal que administra toda la información sobre archivos y directorios en una partición NTFS.
Estructura:
- La MFT está formada por una secuencia lineal de registros, cada uno con un tamaño fijo de 1 KB (1024 bytes).
- Cada registro representa un archivo o un directorio.
Contenido de cada registro:
- Atributos del archivo o directorio, tales como: nombre, timestamps, permisos, tamaño, etc.
- Lista de direcciones de disco (clusters) donde se almacenan los bloques de datos del archivo.
Archivos grandes:
- Si un archivo es demasiado grande para caber en un solo registro, puede ocupar varios registros consecutivos en la MFT.
Metadatos en los primeros registros:
- Los primeros 16 registros están reservados para los archivos de metadatos del sistema NTFS, que implementan funciones esenciales del sistema de archivos (por ejemplo, el registro del propio MFT, archivos de registro de transacciones, etc.).
Linux – Sistema de archivos : Ext4.
EXT4 es el sistema de archivos predeterminado en muchas distribuciones de Linux (como Ubuntu, Debian, Fedora, Arch).
Es la evolución de EXT3 y EXT2, mejorando en rendimiento, confiabilidad, escalabilidad y eficiencia.
-
Compatibilidad y características:
- Compatible con archivos individuales de gran tamaño, desde 16 GB hasta 16 TB.
- Tamaño máximo del sistema de archivos ext4: 1 EB (exabyte).
- Un directorio puede contener hasta 64,000 subdirectorios.
- Permite montar un sistema de archivos ext3 existente como ext4 sin necesidad de actualización previa.
-
Compatibilidad y características:
-
Ventajas:
- Mejor rendimiento en comparación con versiones anteriores.
- Mayor fiabilidad y estabilidad.
Implementación de directorios.
- Definición:Un directorio es un archivo especial que el sistema utiliza para almacenar información sobre otros archivos y subdirectorios.
-
Estructura de un directorio:
- Cada directorio contiene una lista de entradas, donde cada entrada representa un archivo o subdirectorio.
- Cada entrada normalmente contiene:
- El nombre del archivo o subdirectorio.
- Un puntero (referencia) al lugar donde está almacenada la información real del archivo (por ejemplo, el inodo en sistemas Unix).
-
Acceso a archivos mediante rutas:Para localizar un archivo o directorio, se usa su ruta (camino jerárquico), por ejemplo:
/home/usuario/documento.txtDonde el sistema recorre desde la raíz/, luego el directoriohome, luegousuarioy finalmente accede adocumento.txt. - Almacenamiento de atributos (metadatos):Los atributos incluyen permisos, fechas, tamaño, propietario, etc.La forma en que se almacenan puede variar según el sistema de archivos:
Administración del espacio de disco.
- Los discos están divididos en bloques o sectores.
- Los archivos se almacenan en bloques de tamaño fijo.
¿Cuál es el tamaño de bloque ideal?
No existe un tamaño de bloque único ideal: depende del uso específico del sistema, el tipo de archivos que se almacenan y el hardware. Sin embargo, los tamaños típicos van desde 512 bytes hasta 4 KB o incluso más.
- Para sistemas que almacenan muchos archivos pequeños, bloques pequeños son mejores.
- Para sistemas que manejan archivos grandes (como videos o bases de datos), bloques grandes son más eficientes.
Bloques Grandes. ¿Qué beneficio se obtiene al dividir el disco en bloques grandes? Y Desventajas de bloques grandes:
Ventajas de bloques grandes:
- Mayor eficiencia en lectura/escritura de archivos grandes: se requiere menos acceso al disco, ya que se puede leer más información de una sola vez.
- Menor sobrecarga administrativa: menos bloques significa menos entradas en las tablas del sistema de archivos (como las FAT o inodos).
- Mejor rendimiento en discos modernos (como SSDs), donde el acceso secuencial a bloques grandes es más rápido.
Desventajas de bloques grandes:
-
Mayor desperdicio de espacio (fragmentación interna).
- Si un archivo no llena completamente el último bloque, el espacio sobrante se desperdicia.
Bloques Pequeños: ¿Qué beneficio se obtiene al dividir el disco en bloques pequeños?, Desventajas de bloques pequeños:
¿Qué beneficio se obtiene al dividir el disco en bloques pequeños?
- Menor desperdicio de espacio (fragmentación interna): Bloques pequeños se ajustan mejor al tamaño real del archivo.
Desventajas de bloques pequeños:
-
Mayor tiempo de acceso para archivos grandes..
- Un archivo grande estará dividido en muchos bloques pequeños, lo que puede ralentizar la lectura/escritura al tener que buscar y acceder a más bloques.
-
Mayor fragmentación externa.
- Hay más probabilidad de que los bloques de un mismo archivo estén dispersos por todo el disco, lo cual reduce la eficiencia del acceso secuencial.
Bloques grandes y su Velocidad de acceso al disco.
Leer archivos almacenados en bloques grandes es más rápido.
¿Por qué?
-
Menor número de accesos al disco
- Cuando los bloques son grandes, se puede leer más datos en una sola operación.
- En cambio, bloques pequeños requieren más operaciones para leer el mismo archivo, lo que genera más tiempo de búsqueda y latencia.
-
Reducción del overhead de administración
- Leer muchos bloques pequeños implica más lecturas de la tabla del sistema de archivos (como FAT o inodos), lo que consume más tiempo y procesamiento.
-
Mejor aprovechamiento del acceso secuencial
- Los discos (especialmente los HDD) son más rápidos cuando leen bloques consecutivos. Con bloques grandes, hay menos fragmentación, y por tanto, más posibilidades de leer de forma secuencial.
Administración del espacio de disco: ¿Cuál es el tamaño óptimo del bloque de disco?
Depende del tipo de uso del sistema.
- Para archivos grandes (videos, bases de datos, backups):→ Tamaños de bloque grandes (ej. 64 KB, 128 KB) ofrecen mejor rendimiento.
- Para muchos archivos pequeños (documentos, registros de sistema, scripts):→ Tamaños de bloque pequeños (ej. 1 KB, 2 KB, 4 KB) minimizan el desperdicio de espacio.
Administración del espacio de disco: ¿Por qué elegiríamos particionar el disco en bloques PEQUEÑOS?
- Para minimizar el desperdicio de espacio cuando se almacenan muchos archivos pequeños.
- Para lograr mayor precisión en el uso del espacio, ya que cada archivo ocupa menos porción sobrante del bloque.
- Ideal en servidores de archivos, sistemas embebidos, o estaciones de trabajo con gran cantidad de archivos pequeños.
Administración del espacio de disco: ¿Por qué elegiríamos particionar el disco en bloques GRANDES?
- Para mejorar el rendimiento al leer o escribir archivos grandes, ya que se requieren menos accesos al disco.
- Para reducir la carga del sistema de archivos, con menos bloques que gestionar.
- Es común en sistemas donde predominan archivos multimedia, juegos, bases de datos o copias de respaldo.
