Diseño de un sistema de archivos
Se consideran aspectos como:
-La forma de almacenamiento de archivos y directorios.
-La administración del espacio en disco.
-La forma de hacerlo de manera eficiente y confiable.
Se debe tener presente que problemas como la “fragmentación” del espacio en disco; ocasiona problemas de desempeño al hacer que los archivos se desperdiguen a través de bloques muy dispersos. Una técnica para aliviar este problema consiste en realizar periódicamente una “Compactación”:, es decir “reorganizar” los archivos automáticamente; o en su defecto una “Recolección de basura o residuos”.
Implantación de Archivos
El aspecto clave de la implantación del almacenamiento de archivos es el registro de los bloques asociados a cada archivo. Algunos de los métodos utilizados son los siguientes:
*Asignación contigua o adyacente, en la cual los archivos son asignados a áreas contiguas de almacenamiento secundario, sus principales ventajas son:
- Facilidad de implantación, ya que sólo se precisa el número del bloque de inicio para localizar un archivo.
- Rendimiento excelente respecto de la e / s.
sus principales defectos son:
- Se debe conocer el tamaño máximo del archivo al crearlo.
- Produce una gran fragmentación de los discos.
*Asignación no contigua: Son esquemas de almacenamiento más dinámicos, entre ellos encontramos:
*Asignación encadenada orientada hacia el sector, en la cual:
- El disco se considera compuesto de sectores individuales.
- Los archivos constan de varios sectores que pueden estar dispersos por todo el disco.
- Los sectores que pertenecen a un archivo común contienen apuntadores de uno a otro formando una “lista encadenada”.
- Una “lista de espacio libre” contiene entradas para todos los sectores libres del disco.
- Las ampliaciones o reducciones en el tamaño de los archivos se resuelven actualizando la “lista de espacio libre” y no hay necesidad de compactación.
sus desventajas son:
- Por la dispersión en el disco, la recuperación de registros lógicamente
- contiguos puede significar largas búsquedas.
- El mantenimiento de la estructura de “listas encadenadas” significa una
- sobrecarga en tiempo de ejecución.
- Los apuntadores de la lista consumen espacio en disco.
*Asignación por bloques:
-Es más eficiente y reduce la sobrecarga en ejecución.
-Es una mezcla de los métodos de asignación contigua y no contigua.
-Se asignan bloques de sectores contiguos y no sectores individuales.
-El sistema trata de asignar nuevos bloques a un archivo eligiendo bloques libres lo más próximos a los bloques del archivo existentes.
Las formas más comunes son:
- Encadenamiento de bloques.
- Encadenamiento de bloques de índice.
- Encadenamiento de bloques o lista ligada:
-Las entradas en el directorio de usuarios apuntan al primer bloque de cada archivo.
-Cada bloque de longitud fija que forman un archivo contiene dos partes: Un bloque de datos y un apuntador al bloque siguiente.
-Cada bloque contiene varios sectores.
-Localizar un registro determinado requiere:
- Buscar en la cadena de bloques hasta encontrar el bloque apropiado.
- Buscar en el bloque hasta encontrar el registro.
-El examen de la cadena desde el principio puede ser lento ya que debe realizarse de bloque en bloque, y pueden estar dispersos por todo el disco.
-La inserción y el retiro son inmediatos, dado que se deben modificar los apuntadores del bloque precedente.
-Se pueden usar “listas de encadenamiento doble”, hacia adelante y hacia atrás, con lo que se facilita la búsqueda
*Encadenamiento de bloques de índices:
-Los apuntadores son colocados en varios bloques de índices separados:
- Cada bloque de índices contiene un número fijo de elementos.
- Cada entrada contiene un identificador de registros y un apuntador a ese registro.
- Si es necesario utilizar más de un bloque de índices para describir un archivo, se encadena una serie de bloques de índices.
-La gran ventaja es que la búsqueda puede realizarse en los propios bloques de índices.
-Los bloques de índices pueden mantenerse juntos en el almacenamiento secundario para acortar la búsqueda, pero para mejor desempeño podrían mantenerse en el almacenamiento primario.
-La principal desventaja es que las inserciones pueden requerir la reconstrucción completa de los bloques de índices, una posibilidad es dejar vacía una parte de los bloques de índices para facilitar inserciones futuras y retardar las reconstrucciones.
-Es suficiente que el dato del directorio contenga el número de bloque inicial para localizar todos los bloques restantes, sin importar el tamaño del archivo
