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Jose Antonio Fuentes S.
Tarea 5
Archivos
12.1 ¿Cuál es la diferencia entre un campo y un registro?
R: Diferencias:
o Campo es la unidad elemental de un registro que puede albergar un elemento de
datos, una agregación de datos, un puntero o un enlace.
o Registro es la agrupación de elementos de datos que se tratan con una unidad.
12.2 ¿Cuál es la diferencia entre un archivo y una base de datos?
R: Diferencias:
o Archivo es un conjunto relacionados que se tratan como una unidad.
o Base de datos a diferencia del archivo, es un conjunto de datos
interrelacionados, a menudo con una redundancia controlada, organizada de
acuerdo con un esquema para dar servicio a una o más aplicaciones, los datos se
almacenan de forma que puedan ser utilizados por programas diferentes sin
conocimiento de la organización o la estructura de los datos.
12.3 ¿Qué es un sistema de gestión de archivos?
R: Es un conjunto de software del sistema que ofrece a los usuarios y aplicaciones unos
servicios relativos al empleo de un archivo. Es por lo general, la única manera de
acceder a un archivo.
12.4 ¿Qué criterios son importantes en la elección de una organización de archivos?
R: Son los siguientes criterios:
o Acceso Rápido
o Facilidad de actualización
o Economía de almacenamiento
o Mantenimiento sencillo
o Fiabilidad
12.5 Enumere y defina brevemente cinco organizaciones de archivos.
R: Las cinco organizaciones de los archivos:
o Pilas: los datos se recogen en el orden en que llegan. Su finalidad es acumular
una masa de datos y guardarlos.
o Archivos secuenciales: un formato fijo es usado para los registros. Todos los
registros tienen el mismo tamaño, constan del mismo número de campos de
tamaño fijo en un orden particular. Ya que se conocen la longitud y la posición
de cada campo, solamente los valores de los campos se necesitan almacenarse;
el nombre del campo y longitud de cada campo son atributos de la estructura de
archivos.
o Archivos secuenciales indexados: mantiene las características básicas de los
archivos secuenciales, y se agregan un índice del archivo para soportar los
accesos aleatorios y un archivo de desbordamiento (overflow). El índice provee
una capacidad de búsqueda para llegar rápidamente a las proximidades de un
registro deseado. El archivo de desbordamiento (overflow) es similar al archivo
de registro usado en un archivo secuencial, pero esta integrado de forma que los
registros del archivo de desbordamiento se ubican en la dirección de un puntero
desde su registro precedente.
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o Archivos indexados: retienen la limitación del archivo secuencial: la eficacia en
el procesamiento se limita al basado en un único campo del archivo. Cuando es
necesario buscar un registro basándose en algún otro atributo distinto del campo
clave ambas formas de archivo secuencial no son adecuadas.
o Archivos directos o de dispersión: explotan la capacidad de los discos para
acceder directamente a cualquier bloque de dirección conocida. Como en los
archivos secuenciales y secuenciales indexados, se requiere un campo clave en
cada registro. Sin embargo, aquí no hay concepto de ordenamiento secuencial.
12.6 ¿Por qué es el tiempo medio de búsqueda de un registro menor en un archivo
secuencial indexado que en un archivo secuencial?
R: Porque en el archivo secuencial tendría que hacer el recorrido uno a uno hasta llegar
al registro deseado, mientras que en un archivo secuencial indexado se cuenta con los
índices de acceso aleatorio que ayudan a llegar al registro deseado más pronto.
12.7 ¿Cuáles son las operaciones típicas que se pueden realizar sobre un directorio?
R: Operaciones típicas realizadas sobre un directorio:
o Buscar: cuando se hace referencia a un archivo, debe buscarse en el directorio la
entrada correspondiente al archivo.
o Crear archivo: al crear un nuevo archivo, debe añadirse una entrada al
directorio.
o Borrar archivo: al borrar un archivo, debe eliminarse una entrada del directorio
o Enumerar directorio: el usuario puede pedir todo el directorio o una parte, se
listan los archivos poseídos por el usuario y a la vez algunos de los atributos de
cada archivo (tipo, información de control de acceso, información de uso).
o Actualizar directorio: cuando se cambia algún atributo que esta almacenado en
el directorio, se debe actualizar el directorio.
12.8 ¿Cuál es la relación entre un nombre de ruta y un directorio de trabajo?
R: El nombre de ruta es la serie de directorios, iniciando con el directorio raíz y
pasando por varias ramas hasta terminar en el archivo, que van separados por / hasta
terminar con el nombre del archivo. El directorio de trabajo es es el directorio en el que
un usuario se encuentra en un instante determinado.
12.9 ¿Cuáles son los derechos de acceso típicos que se pueden conceder o denegar a un
usuario sobre un archivo?
R: Accesos típicos que se pueden conocer o denegar a un usuario.
o Ninguno: se niega al usuario acceso al directorio donde se encuentra el archivo,
de modo que no tenga conocimiento de la existencia del archivo.
o Conocimiento: el usuario conoce la existencia del archivo y quien es su
propietario, pero debe solicitar permisos adicionales a su propietario.
o Ejecución: el usuario puede cargar y ejecutar el programa, pero no copiarlo.
o Lectura: el usuario puede leer, ejecutar y en algunas ocasiones copiar el archivo.
o Adición: el usuario puede agregar datos al archivo (por general al final), pero no
borrar o modificar su contenido.
o Actualización: el usuario puede modificar, borrar, y agregar datos al archivo
(reescritura total o parcial).
o Cambio de protección: el usuario puede modificar los derechos de acceso que
tengan otros usuarios. Por lo general el propietario es quien tiene este derecho, al
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menos que le otorgue a otro usuario este derecho, pero especificando que
derechos pueden ser modificados y cuales no.
o Borrado: el usuario puede borrar el archivo del sistema de archivos.
12.10 Enumere y defina brevemente tres métodos de agrupamiento.
R: Definición de los métodos de agrupamiento.
o Bloques de longitud variable con tramos: registros de longitud variable que se
agrupan en bloques sin dejar espacio sin usar. De este modo, algunos registros
deben abarcar dos bloques, indicando el tramo de continuación con un puntero al
bloque siguiente.
o Bloques Fijos: se usan registros de longitud fija, guardándose en cada bloque un
número entero de registros. Puede existir espacio sin usar al final de cada
bloque. Esto se denomina fragmentación interna.
o Bloques de longitud variables sin tramos: registros de longitud variable, pero
que no están divididos en tramos. En la mayoría de los bloques habrá un espacio
desperdiciado, debido a la imposibilidad de aprovechar el resto del bloque si el
registro siguiente es mayor que el espacio sin usar restante.
12.11 Enumere y defina brevemente tres métodos de asignación de archivos.
R: Métodos de asignación de archivos:
o Asignación Contigua: se crea un archivo y se le asigna un único conjunto
contiguo de bloques. Se emplea secciones de tamaño variable, la tabla de
asignación de archivos solo necesita de la longitud del archivo y que muestre el
bloque de comienzo.
o Asignación Indexada: la tabla de asignación de archivos tiene un índice
separado de un nivel para cada archivo; el índice posee una entrada para cada
sección asignada al archivo. El índice del archivo se guarda en un bloque aparte.
La asignación puede darse por bloques de tamaño fijo (elimina la fragmentación
externa) o en secciones de tamaño variable (mejora la cercanía).
o Asignación Encadenada: (opuesto a la asignación contigua) la asignación se
hace en bloques individuales. Cada bloque tendrá un puntero al siguiente bloque
de la cadena. La tabla de asignación de archivos solo requiere la longitud del
archivo y que muestre el bloque de comienzo, los demás bloques se elegirán de
entre los libres.
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Problemas
12.4 Los directorios pueden implementarse como “archivos especiales” a los que solo
se puede acceder de manera limitada o como archivos ordinarios de datos ¿Cuáles son
las ventajas y desventajas de cada método?
R: Los directorios accesados de manera limitada, comúnmente son directorios en los
cuales esta almacenada información referente al sistema operativo, o utilidades
necesarias para la correcta ejecución del sistema operativo. Además de los archivos
normales de datos, dentro de la estructura de un sistema UNIX existen unos archivos
especiales. Los nombres de estos archivos identifican los dispositivos físicos hardware
del equipo:
o Discos magnéticos
o Cintas magnéticas
o Terminales
o Líneas de comunicaciones
o Etc.
Todos los dispositivos tienen un controlador responsable de comunicarse con
este dispositivo. Dentro del sistema hay una tabla que apunta a los diferentes
controladores de los dispositivos. Todos los dispositivos son tratados como archivos.
Existen archivos especiales para cada línea de comunicaciones, disco, unidad de cinta
magnética, memoria principal, etc. Estos archivos en realidad están vacíos. Tienen por
misión asociar entre sí los dispositivos y sus respectivos drivers. El sistema emplea dos
números enteros, denominados número principal (14 bits) y número secundario (18 bits)
y almacenados en el i-nodo del archivo, para acceder al dispositivo asociado.
El número principal identifica una clase de dispositivo (en realidad identifica al
driver de dicha clase como pueden ser terminales, impresoras, discos, etc.) y el número
secundario identifica a un elemento de dicha clase (un terminal específico, un disco
concreto,...).
Ventajas de tratar las unidades de entrada/salida de esta forma son:
o Los archivos y dispositivos son tratados lo más similarmente posible.
o Los nombres de ambos son pasados a los programas de la misma forma.
o Los archivos especiales están sujetos al mismo tipo de protección de acceso que
los archivos y directorios ordinarios.
Desventajas están:
o Como son estandarizados, la ruta de acceso a los mismos, es similar en diversos
terminales, lo que crea un riesgo de accesibilidad por programas o utilidades no
deseadas.
o Puede haber conflictos cuando más de un controlador es asignado al mismo
dispositivo y ambos tratan de ejecutarse como controlador actual.
Directorios como archivos ordinarios de datos:
Los directorios que son accesados como archivos ordinarios de datos son los que
han sido creados la mayoría de las veces por parte del usuario, o aplicaciones generales,
no relativas al sistema operativo, como utilidades.
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Entre sus ventajas están:
o Son de fácil entendimiento para el usuario, ya que comúnmente los nombres
lógicos han sido asignados por el usuario o son entendibles o asociables a las
aplicaciones.
o Están sujetos a protecciones de acceso por el sistema operativo.
o Son de fácil navegación a través de los nombres, y suelen identificar claramente
el contenido interno de los mismos.
Entre sus desventajas están:
o Son relativos al sistema, y características especiales definidas por el usuario, por
lo cual, no es necesariamente entendible por usuarios en otros idiomas.
o Puede crear conflicto de referencias cuando una aplicación busca ciertas
utilidades bajo un nombre, pero no las encuentra porque el directorio de acceso
posee nombres diferentes en otros idiomas (ejemplo, las aplicaciones que buscan
“Program Files” en sistemas operativos en español dicho directorio será llamado
“Archivos de programa”)
12.5 Algunos sistemas operativos poseen un sistema de archivos estructurado en árbol,
pero limitan la profundidad del árbol a un pequeño número de niveles, ¿Qué efecto
causa este limite en los usuarios? ¿Cómo simplifica esto el diseño del sistema de
archivos (si lo hace)?
R: El sistema operativo UNIX está diseñado para manejar información contenida
normalmente en discos. Para que esta manipulación sea realmente efectiva, es necesario
que la información esté organizada de alguna forma. La manera estándar de organizar la
información es en archivos. Los archivos son localizados dentro del disco porque son
apuntados desde un lugar determinado, a este lugar se le denomina directorio.
Por otro lado, en UNIX no se utiliza un único directorio para apuntar a todos los
archivos del sistema, sino que se crea una estructura jerárquica de directorios conocida
como estructura en árbol.
Aunque en un principio pueda parecer una estructura excesivamente complicada
por la amplia ramificación de los directorios, esta organización permite agrupar los
archivos de los diferentes usuarios e incluso de las diferentes aplicaciones en directorios
separados, con lo que se evita el que se interfieran entre sí. Por otro lado, un mismo
usuario puede organizar su propia información separando los archivos en diferentes
directorios de acuerdo a su contenido.
Los usuarios comúnmente no notarían el limite de la profundidad de los árboles,
pues es mas común que guarden sus archivos dentro del mismo nivel, o creen otros
directorios al mismo nivel, mas probable seria que las aplicaciones demandaran mas
profundidad, pero tampoco sucede, pues con el objetivo de simplificar las rutas de
acceso a los archivos y librerías, se opta por crear dentro de un archivo, varios
subdirectorios, pero los mismos no alcanzan una profundidad excesiva.
Esto simplifica el diseño del sistema de archivo, por ejemplo en UNIX, al
momento de crear las tablas de i-nodos pues se evita que los i-nodos sean dependientes
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de una ruta de acceso, creando problemas si se corrompe la lista, por lo cual las
locaciones serian mas fáciles de recuperarse si el árbol posee una menor profundidad.
12.6 Considérese un sistema de archivos jerárquico en el que el espacio libre se
mantiene mediante una lista de espacio libre: Supóngase que el puntero al espacio libre
se pierde. ¿Puede el sistema reconstruir la lista de espacio libre?
R: Si el puntero al espacio libre se pierde, es muy probable que si solo se usaba una
técnica indexada, se pierda la lista actual de espacio libre, mas existen muchas y
diversas técnicas que permiten la creación de la lista del espacio libre, como por
ejemplo el vector bit, que posee una ventaja ya que muchos procesadores cuentan con
instrucciones de manipulación de bits, y este método es usado por el MacOS, e Intel a
partir del 80386 y Motorola a partir del 68020 tienen instrucciones que ayudan a la
creación del vector bit. El único problema es si el vector no se mantiene en memoria,
pero como solución, el disco duro puede ser partido en clusters, y muchos sistemas
operativos cuentan con utilidades de análisis de unidades fijas, lo que ayuda a
reconstruir la lista de espacio libre, así como detectar sectores defectuosos.
Además, en sistemas de archivos como FAT, la administración de espacio libre
esta incorporada en la propia estructura de asignación.
Sugiérase un esquema que garantice que el puntero nunca se pierde como resultado de
un único fallo de memoria.
R: Un esquema que garantice que el puntero no se pierda como resultado de un fallo en
memoria puede ser el usado por UNIX, el de mantener los bloques de índice cerca de
los bloques de datos, para reducir el tiempo de búsqueda, o usar la técnica de
agrupamiento, que es una modificación de la técnica de lista enlazada, en agrupamiento,
se aprovecha el espacio de los bloques libres para almacenar las direcciones de estos
bloques libres, lo que permite encontrar mas rápidamente las direcciones de los bloques
libres, y como las mismas están almacenadas en varios bloques, es mas fácil evitar la
perdida del puntero lógico.
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