SEP                                                  SEIT      DIRECCION GENERAL DE INSTITUTOS TECNOLOGICOS      INSTITUTO...
Sistemas de ArchivosLa estructura que alberga la información en los discos es conocida con el nombre de sistemade ficheros...
Sistemas Windowswindows ha utilizando dos sistemas de ficheros : FAT, en distintas versiones y NTFS . Siempezamos por el p...
reiserfs; nfs; is o9660; hpfs; sysv; smb y ncpfs. características de los más usados:ext:Es una extensión del sistema de fi...
"journalista". Desarrollado inicialmente por IBM para sus sistema OS/2 Warp , su código fuedonado al Open Source Consortiu...
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Sistemas de archivos

  1. 1. SEP SEIT DIRECCION GENERAL DE INSTITUTOS TECNOLOGICOS INSTITUTO TECNOLOGICO de Tehuacán “Sistemas de Archivos” Presenta: González Ramírez Jorge Catedrático: Francisco Vazquez Guzman Ing. En Sistemas Computacionales Tehuacán, Puebla Marzo 2012
  2. 2. Sistemas de ArchivosLa estructura que alberga la información en los discos es conocida con el nombre de sistemade ficheros (abreviadamente FS "File System"). Un sistema de ficheros es una estructuralógica quese supone las más adecuada y eficiente para el manejo de datos en base a lascaracterísticas del hardware disponible (discos) por esta razón, su estudio se mueve en lafrontera entre el hardware y el software.El diseño del sistema de ficheros tiene una gran influencia en la eficacia (rendimiento),seguridad, flexibilidad y capacidad de crecimiento de los almacenamientos en disco. Y portanto, en el rendimiento del propio Sistema Operativo. Una de cuyas funcionalidades másimportantes es el manejo de datos. En general, cada SO tiene su forma de organizar y controlar el acceso a los datos en eldisco duro que le es específica, e independiente del medio físico (tipo de disco utilizado). Sinembargo, por razón de compatibilidad, y para mejor adaptarse a las distintas circunstancias,algunos Sistemas Operativos pueden utilizar distintos Sistemas de Ficheros (Linux es uncaso paradigmático). MS-DOSLos sistemas MS-DOS ("MicroSoft Disc Opertating System"), PC-DOS y derivados, hasta elMS- DOS v.6.22, utilizan un sistema de ficheros conocido como FAT. El nombre se debe auna de sus estructuras principales, la tabla de situación de ficheros FAT ("File AllocationTable").Como señala su propio nombre, el sistema utiliza una tabla donde se encuentran lasdirecciones de los ficheros en el disco. Las tablas FAT están contenidas en el disco junto conel resto de datos, aunque durante el funcionamiento normal se cargan en memoria.Dependiendo del espacio asignado para escribir en ellas reciben diversos "apellidos": FAT12,FAT16 y FAT32, que utilizan respectivamente 12, 16 y 32 bits para apuntar el número decluster de un trozo de fichero (todas las versiones de MS-DOS previas a la 7.x utilizabanFAT12/16).Es un sistema de ficheros muy simple, aunque perfectamente adecuado a las pretensionesiniciales. La más evidente para el usuario es la limitación de 8 caracteres para los nombresde ficheros y de 3 para las extensiones. Fórmula conocida como 8+3.El sistema de ficheros de MS-DOS, que se comercializó con los primeros PCs de IBM, quecarecían de disco duro (solo podían almacenar 160 KB de datos en su disco flexible), era enrealidad una derivación del sistema de ficheros de CP/M ("Control program formicrocomputers"). El sistema operativo de Gary Kildall, que había servido de inspiraciónal QDOS ("Quick and Dirty Operating System") de Tim Patterson, el "Padre" del DOS deMicrosoft. El sistema era bastante ineficiente, ya que no estaba pensado para unidadesgrandes. Por esta razón, cuando IBM comenzó a dotar a sus equipos con unidades de discode 10MB, Microsoft desarrollo un nuevo sistema de ficheros para su DOS 1.x, inspirado en elde UNIX (Microsoft había adquirido una licencia UNIX y había empezado a ofrecer unaversión denominada XENIX). La capacidad crear particiones haciendo que aparezcan comouna unidad de disco, fue añadida en el MS-DOS 3.2.
  3. 3. Sistemas Windowswindows ha utilizando dos sistemas de ficheros : FAT, en distintas versiones y NTFS . Siempezamos por el principio, Windows 3.x no era realmente un sistema operativo; más bienuna interfaz gráfica sobre MS-DOS. La última versión: Windows 3.11 para trabajo en grupo,incluía una mejora llamada "32-Bit File Access" que en realidad se trataba de una forma deacceso a disco para rutinas de 32-bit en modo protegido, en vez de las rutinas normales DOSde 16 bits. De forma que la estructura del sistema de archivos seguía siendo la DOStradicional.El Windows 95 inicial incluía un MS-DOS v.7.x que soportaba FAT16, mientras que unaversión posterior, denominada OSR2 ("OEM Service Release 2") o Windows 95b, soportabatambiénFAT32. El MS-DOS v.7.1 que venía con él también soporta FAT32.Por su parte Windows NT fue diseñado desde el principio para ser un sistema operativo dered y multitarea que rompiese definitivamente cualquier nexo con sus ancestros MS-DOS.Soporta dos sistemas de fichero: su sistema "nativo", denominado NTFS ("New TechnologyFile System") es un sistema de ficheros estilo UNIX/DOS. El segundo es el tradicional FAT32,incluido meramente por razones de compatibilidad y para permitir que los equipos puedantener lo que se denomina arranque dual ("dual boot"),UNIXEste sistema es propio de máquinas grandes utilizadas generalmente por muchos usuarios.Nació en entornos académicos y de investigación, por lo que dispone de mecanismos deprotección y cooperación entre grupos de trabajo muy desarrollados. Existen varios dialectosde UNIX, aunque uno de ellos, Linux, se ha popularizado mucho en el mundo de lainformática personal. Aunque la arquitectura de su sistema de ficheros sirvió de inspiraciónpara las últimas versiones de MS-DOS, es totalmente incompatible con los sistemas FAT.Aunque originarios de un tronco común (el Unix de AT&T), existen distintas variedades que,en lo referente a su FS, se diferencian en cuestiones de detalle. Principalmente relacionadascon la forma en que se heredan las propiedades de los nuevos ficheros en función de laspropiedades del directorio padre o del proceso que los crea.LinuxEste sorprendente sistema, fue desarrollado inicialmente por un estudiante (Linux BenedictThorwald) según un diseño inspirado en Minix (un dialecto simplificado de UNIX diseñado porAndrew S. Tanenbaum). Posteriormente fue convertido por su creador en un SO "freeware" yrápidamente "adoptado" por la comunidad informática internacional, que le ha ido añadiendoinfinidad de opciones, utilidades y mejoras. Es rápido, fiable y muy optimizado. El sistema dearchivos Linux es distinto de los sistemas FAT, aunque dispone de una utilidad denominadamtools que da soporte a FAT32.Con el tiempo se le ha dotado de distintos sistemas de ficheros, de forma que sus usuariospueden elegir entre una amplia variedad de opciones y tener acceso (en ocasionesrestringido) a una enorme cantidad de formatos. El sistema es muy flexible, permitiendoincluso montar un sistemade ficheros de raíz única, que comprenda unidades físicas con sistemas distintos entre sí(unidades con formatos distintos). Entre los sistemas de fichero que Linux puede utilizar o"entender" se encuentran: bfs; minix; ext; ext2; ext3; xia; xfs; msdos; umsdos; vfat; jfs;
  4. 4. reiserfs; nfs; is o9660; hpfs; sysv; smb y ncpfs. características de los más usados:ext:Es una extensión del sistema de ficheros Minix (de ahí su nombre), aunque máselaborada. Su desarrollo fue suspendido en favor de ext2. A partil de la versión 2.1.21 yano se incluye en el kernel de Linux.ext2: Puede decirse que actualmente (2005) esta segunda "extensión" del sistema Minix, es elmodelo "oficial" y más extendido en el mundo Linux. Es un sistema de ficheros de altorendimiento que, en términos de velocidad y consumo de UCP, presenta las mejoresprestaciones de entre los sistemas soportados por Linux, aunque no está exento deinconvenientes. Está dotado de una estructura estática y con relativamente poco espaciopara anotar particiones excepcionalmente grandes o con gran número de ficheros en cadadirectorio. Aunque en honor a la verdad, estos límites son enormes: 32,768 subdirectoriosen cada directorio; de 10,000 a 15,000 ficheros por directorio, y 4 Terabytes de capacidad.Sin embargo, quizás la principal limitación es que su estructura de listas encadenadas(similar a las FAT 8.1.2a1) no es especialmente adecuada para volúmenes muy grandes(desde luego, el concepto actual -2005- de "muy grande", no es el mismo que el de hace 10años).ext3:Es una versión "journaling" del anterior. Es decir, un sistema capaz de anotar las"transacciones" (operaciones) realizadas, y en caso necesario, disponer de cierta capacidadde rehacer los últimos cambios. El journaling garantiza la consistencia de los ficheros, ya quelas operaciones de escritura/borrado de disco suponen distintos accesos y actualizaciones;sobre los datos y sobre los metadatos (tablas FAT por ejemplo . En caso de accidente. Porejemplo, un apagado súbito, algunas operaciones pueden quedar sin realizar, produciendoinconsistencias en el sistema de ficheros. En estos casos, el sistema tradicional consiste enrecurrir al empleo de utilidades (como fsck en Linux; fdisk en Windows, o el patético recoverdel DOS) que verifican la estructura lógica e intentan reparar los desperfectos (al menosevitar que sean origen de nuevos estropicios). El problema es que con frecuencia talesutilidades no resuelven el problema. Además, las rutinas necesarias después del "crash" deun gran sistema pueden requerir horas o incluso días de proceso. En cambio los sistemasjournaling pueden rehacer la actualización que quedó incompleta (o anularla totalmente) encuestión de minutos. El resultado es que estos sistemas son mucho más rápidos en elrearranque después de una incidencia. Algo que es especialmente valorado en determinadosentornos de explotación (pensemos por ejemplo, en un gran banco).hpfs: Es el "High Performance File System" utilizado por OS/2 de IBM . Aunque, debido a laausencia de documentación al respecto, Linux solo ofrece capacidad de lectura (importarsus datos) desde estos sistemas de fichero.iso9660: Es el sistema de ficheros utilizados en los CD-ROMs. Es un estándar para grabar ficherosde datos en los dispositivos ópticos como CDs y DVDs implementado en todos los sistemasque montan estos dispositivos. Como no podía ser menos, Linux soporta las dos versionesdel estándar: High Sierra y Rock Ridge. jfs: Al igual que ext3, jfs es un sistema de ficheros
  5. 5. "journalista". Desarrollado inicialmente por IBM para sus sistema OS/2 Warp , su código fuedonado al Open Source Consortium a principios del 2000 y portado a Linux poco después.Se incluye en los kernel a partir de la versión 2.5.6, aunque puede instalarse como un parcheen las versiones 2.4.x. Es un sistema muy adecuado para entornos empresariales quepermite volúmenes muy grandes y utiliza técnicas avanzadas para mejorar el rendimiento.Una de sus características es que utiliza un sistema de asignación dinámica para los "inodes"que asigna o libera el espacio según las necesidades. La ventaja es que, al contrario que enotros sistemas. Porejemplo,ext2 , no es necesaria una estimación previa del espacio que sereservará a los inodes al crear el sistema de ficheros .minix: Es el sistema de ficheros nativo del SO de igual nombre. Fue el primero de losdisponibles para Linux, ya que como hemos indicado, el desarrollo original de éste se basóen aquel. Aunque adolece de importantes limitaciones (Minix es más un sistema pensadopara la enseñanza que para explotación comercial , se sigue utilizando en disquetes y enunidades de disco RAM.msdos:Es la versión Linux del sistema de ficheros DOS tradicionalmente usado por los PCs IBM,Windows y PS/2. La versión Linux adolece de las mismas limitaciones que elDOS original.Umsdos: Una extensión Linux del anterior que elimina alguna de sus limitaciones, como la denombres cortos (8+2). Al tiempo que añade algunas capacidades nuevas. Por ejemplo, ladesignación de dispositivos de E/S como ficheros (algo muy común en el mundo Unix);posibilidad de definir tuberías ("pipelines") para utilizar la salida de un comando comoentrada de otro. etc.Nfs: Es el sistema de ficheros de red ("Network File System") que permite acceder ficherossituados en ordenadores remotos.Ncpfs: Un sistema de ficheros de red que soporta el protocolo NCP ("NetWare CoreProtocol") de Novell . Permite acceder y manejar los recursos de un servidor NetWaredesde Linux.reiserfs:Otro sistema de ficheros "journalista" de código abierto y disponible en la mayoría dedistribuciones de Linux, diseñado por Hans Reiser y colaboradores en Namesys. Aunquepresenta unas excelentes prestaciones en el manejo de ficheros grandes, una de suscaracterísticas distintivas es su adecuación para manejar infinidad de ficheros pequeños. Sufilosofía es que los ficheros pequeños estimulan la sencillez del código. ¡En lugar de utilizaruna base de datos para manejar su información, utilice el sistema deficheros reiserfs resultade 8 a 15 veces más rápido que ext2 en el manejo de ficheros de menos de 1 KB, y con laconfiguración adecuada, puede almacenar un 6% más de datos que aquel en el mismodispositivo. En lugar de manejar clusters de tamaño fijo, su diseño le permite utilizar el
  6. 6. espacio exactamente a medida de la necesidad. Los metadatos están orgnizados en unaestructura de árbol ordenado bastante sofisticada (B+Tree , que además de gestionar losmetadatos, almacena y comprime los despuntes (trozos de fichero que no alcanzan a ocuparun cluster).smb: Otro sistema de ficheros de red, que soporta SMB ("Server Message Block"), un protocoloutilizado por Windows para trabajo en grupo (Windows 3.1); Windows NT, y Lan Manager deIBM. Permite compartir ficheros; impresoras; puertos serie y otras abstracciones utilizadaspara comunicación entre ordenadores, como tuberías y buzones de correo.Sysv: Es una implementación Linux del sistema de ficheros SystemV de Unix. Soporta lasvariedades Xenix FS (versión Microsoft de Unix); SystemV/Coherent; SystemV/386 yCoherent FS.xfs:En concordancia con la política de apoyo a Linux emprendida por algunas grandescompañías, Silicon Graphics, más conocida como SGI, ha distribuido una versión Linux desu sistema de ficheros XFS, diseñado originariamente para sus sistemas IRIX. Enconcordancia con sus orígenes, se trata de un sistema "journalista" de altas prestaciones,que soporta bitácora o registro de las transacciones con los metadatos [3], así como"granjas" de discos ("disk farms") extremadamente grandes. Uno de estos sistemas es 15capaz de gestionar 18,000 Petabytes (10 bytes y un solo fichero puede alcanzar 9,000Petabytes.xiafs: Fue otra extensión del sistema de ficheros inicial (Minix) con intención de mejorar susconocidas deficiencias. Su desarrollo y mantenimiento fueron abandonados a partir de laversión 2.1.21 del kernel.Squashfs: un sistema de ficheros de solo-lectura altamente comprimido, implementado como unmódulo del kernel bajo VFS ("Virtual File System"). Puede ser útil en aplicacionesembebidas que requieran gestionar gran cantidad de datos de forma eficiente.El seudo-fichero /proc/filesystems contiene información sobre los módulos cargados por elkernel de Linux. Puede utilizar el comando cat /proc/filesystems para inspeccionar sucontenido. Si ejecuta el comando, seguramente verá (entre otras) las siguientes líneas:OS/2Este sistema operativo de IBM también fue popular dentro de ciertos círculos del mundo PC.Principalmente clientes corporativos de la compañía. Utiliza un sistema de archivosespecífico denominado HPFS ("High Performance File System") que permite nombres deficheros de hasta 254 caracteres y soporta la coexistencia de varios sistemas de fichero enel mismo equipo utilizando distintos dispositivos. En especial unidades FAT12 y FAT16. Suutilidad de formateo permitía seleccionar entre el modo FAT y el HPFS vernáculo.Las versiones 1 y 2 se denominaron OS/2, mientras que la 3 apareció bajo el nombre OS/2
  7. 7. Wrap. Aparte de los programas escritos específicamente para él, el sistema permitía ejecutarprogramas DOS y Windows. Desde luego era superior técnicamente a los Windows de laépoca. Resultaba casi imposible "colgarlo", cosa que distaba mucho de ocurrir con aquellasversiones de Windows, famosas por sus pantallas azules BSoD ("Blue Screen of Death"), ypodía instalarse sobre una máquina DOS, Windows 3.1/3.11, o Windows for Workgroups3.1/3.11, sin perder la posibilidad de ejecutar las aplicaciones de estos sistemas. Disponíaincluso de un sistema de carga dual que permitía arrancar en OS/2 o en DOS. Incluía un"BonusPack" que, ya en 1994 (entre otras) incluía IBM Internet Connection, una utilidad quepermitía: "enviar correos electrónicos, acceder a tablones de anuncios, buscar información,conectar con otros sistemas y transferir archivos a su sistema" .MacintoshEl sistema de la manzana utiliza para organizar datos en discos duros y disquetes es unsistema de archivos denominado HFS ("Hierarchical File System").NetwareEste Sistema operativo de Novell utiliza un sistema de ficheros denominado NFS ("NetwareFile System"), que fue diseñado específicamente para servidores de red. Este es quizás el único punto en contra, razón por la cual no era tan utilizado como lossistemas FAT hasta que Microsoft empezó a utilizarlo como sistema por defecto en algunasversiones avanzadas de Windows.

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