GESTION DE MEMORIA SECUNDARIA

  A diferencia de la Memoria Principal la Memoria Secundaria, auxiliar, masiva, externa no es tan veloz pero tiene gran capacidad para almacenar información en dispositivos tales como discos, cintas magnéticas, discos ópticos. Frecuentemente los datos y programas se graban en la Memoria Secundaria, de esta forma, cuando se ejecuta varias veces un programa o se utilicen repetidamente unos datos, no es necesario darlos de nuevo a través del dispositivo de entrada.

Un sistema de almacenamiento secundario es necesario, ya que la memoria principal (almacenamiento primario) es volátil y además muy pequeña para almacenar todos los programas y datos. También es necesario mantener los datos que no convenga mantener en la memoria principal. El SO se encarga de:

Planificar los discos.

Gestionar el espacio libre. 

Asignar el almacenamiento.

     Definición de Archivos

 En la Memoria Secundaria un archivo consta de un conjunto de bloques (correspondiente a la cantidad de información que se transfiere físicamente en cada operación de acceso (lectura o escritura).

El Sistema Operativo o Sistema de Gestión de Archivos es el encargado de la asignación de bloques a archivos, de lo que surgen dos cuestiones, en primer lugar, debe asignarle el espacio de Memoria Secundaria a los archivos y, en segundo lugar, es necesario guardar constancia del espacio disponible para asignar.

Características de los Archivos

 ESTRUCTURA: El sistema de archivos permite al usuario especificar alguna estructura adicional a los archivos, aparte de su estructura básica (bits, bytes).

Algunos sistemas operativos permiten el uso del ALIAS, lo cual hace que los usuarios hagan referencia a un mismo archivo físico mediante nombres lógicos diferentes.

Cuando se utiliza un archivo, el descriptor es copiado en memoria principal para las referencias que a éste se hagan.

Nombre: Nombre asignado por el usuario.

Atributos de un archivo

 Los atributos de un archivo son: el nombre, el tipo, la localización (donde se ubica), derechos de acceso, tiempo de creación/acceso/modificación, UID del creador, etc.

Cada archivo tiene:

• Su nombre y datos.
• Elementos adicionales llamados atributos, que varían considerablemente de sistema a sistema.

Algunos de los posibles atributos de archivo son:

• “Protección”: quién debe tener acceso y de qué forma.
• “Contraseña”: contraseña necesaria para acceder al archivo.
• “Creador”: identificador de la persona que creó el archivo.
• “Propietario”: propietario actual.
• “Bandera exclusivo - para - lectura”: 0 lectura / escritura, 1 para lectura exclusivamente.
• “Bandera de ocultamiento”: 0 normal, 1 para no exhibirse en listas.
• “Bandera de sistema”: 0 archivo normal, 1 archivo de sistema.
• “Bandera de biblioteca”: 0 ya se ha respaldado, 1 necesita respaldo.
• “Bandera ascii / binario”: 0 archivo en ascii, 1 archivo en binario.
• “Bandera de acceso aleatorio”: 0 solo acceso secuencial, 1 acceso aleatorio.
• “Bandera temporal”: 0 normal, 1 eliminar al salir del proceso.
• “Banderas de cerradura”: 0 no bloqueado, distinto de 0 bloqueado.
• “Longitud del registro”: número de bytes en un registro.
• “Posición de la llave”: ajuste de la llave dentro de cada registro.
• “Longitud de la llave”: número de bytes en el campo llave.
• “Tiempo de creación”: fecha y hora de creación del archivo.
• “Tiempo del último acceso”: fecha y hora del último acceso al archivo.
• “Tiempo de la última modificación”: fecha y hora de la última modificación al archivo.
• “Tamaño actual”: número de bytes en el archivo.
• “Tamaño máximo”: tamaño máximo al que puede crecer el archivo.

Podemos también citar como características las siguientes:

• Volatilidad, que es la frecuencia con la que se agregan y borran ítems en un archivo;
• Actividad, que es el porcentaje de ítems accedidos durante un determinado período detiempo;
• Medida, que es la cantidad de información almacenada en el archivo

Bloque de Control de Archivo

      Existen varios mecanismos para acceder los archivos: Directorios, descriptores de archivos, mecanismos de control de acceso y procedimientos para abrir y cerrar archivos.

ü Descriptores de archivos.

ü El descriptor de archivos o bloque de control de archivos es un bloque de control que contiene información que el sistema necesita para administrar un archivo.

ü Es una estructura muy dependiente del sistema.

ü Los descriptores de archivos suelen mantenerse en el almacenamiento secundario; se pasan al almacenamiento primario al abrir el archivo.

ü El descriptor de archivos es controlado por el sistema de archivos ; el usuario puede no hacer referencia directa a él.

A cada uno de los archivos se le asigna un descriptor el cual contendrá toda la información que necesitará el sistema de archivos para ejecutar con él los comandos que se le soliciten. El descriptor se mantendrá en memoria principal desde que el archivo es abierto hasta que sea cerrado, y debe tener al menos la siguiente información, identificación del archivo, lugar de almacenamiento, información del modo de acceso.

Identificación del archivo. Consiste de dos partes que es el nombre simbólico que es el que le da el usuario y un identificador interno que es asignado por el sistema operativo (número). Lugar de almacenamiento así como el tamaño del archivo. Modo de acceso. Se debe indicar en forma explícita quien puede accesar el archivo y conque derecho.

Mecanismo De Control De Acceso.

    Control de un sistema de información especializado en detectar los intectos de acceso, permitiendo el paso de las entidades autorizadas, y denegando el paso a todas las demás. Involucra medios técnicos y procedimientos operativos.

Mecanismo que en función de la identificación ya autenticada permite acceder a datos o recursos.

Los Directorios son utilizados por el sistema operativo para llevar un registro de los archivos que incluye el nombre, los atributos y las direcciones en disco donde se almacenan los datos del archivo referenciado.

Open (abrir): antes de utilizar un archivo, un proceso debe abrirlo. La finalidad es permitir que el sistema traslade los atributos y la lista de direcciones en disco a la memoria principal para un rápido acceso en llamadas posteriores.

Close (cerrar): cuando concluyen los accesos, los atributos y direcciones del disco ya no son necesarios, por lo que el archivo debe cerrarse y liberar la tabla de espacio interno.

Operaciones Sobre El Bloque De Control De Archivo

El sistema operativo brinda servicios para la manipulación de archivos:

• Crear y abrir: provee la creación de un archivo en el sistema de archivos. Se debe proveer un nombre del nuevo archivo. Además, se provee la apertura de un archivo ya existente para acceder o modificar la información.

• Escribir: poder escribir información en un archivo previamente abierto.

•  Leer: poder leer información en un archivo previamente abierto.

• Reposicionar dentro de un archivo: lograr acceder a cualquier parte del archivo.

• Eliminar: destruir el archivo a nivel del sistema de archivo.

• Truncar: eliminar la información que está dentro del archivo, pero sin eliminar el archivo.

Por lo general, los sistemas tienen una tabla de archivos abierto por proceso. Estos archivos se abren a través de un llamado al sistema y, de esa forma, se puede operar con ellos (leer, escribir, etc.). Finalmente, el archivo es cerrado antes que finalice la ejecución del proceso.

Tener un archivo abierto para el sistema implica mantener una estructura que tenga por lo menos:

• puntero de archivo (file pointer) para operaciones de lectura y escritura, contador de archivos abiertos
• ubicación del archivo en el dispositivo, derechos de acceso.
• Algunos sistemas proveen sistema de acceso único a un archivo (lock) por parte de los procesos.
• A su vez, varios sistemas implementan el mapeo de archivos al espacio de usuario del proceso. De esta forma, no es necesario realizar read y write para operar sobre el archivo, sino accederlo directamente. Esto trae el beneficio de no hacer el llamado a sistema para operar sobre el archivo.

Directorios de Memoria Secundaria

Definición:

      Un directorio es una agrupación de archivos de datos, atendiendo a su contenido, a su propósito o a cualquier criterio que decida el usuario. Técnicamente el directorio almacena información acerca de los archivos que contiene: como los atributos de los archivos o dónde se encuentran físicamente en el dispositivo de almacenamiento.

 Tipos de Directorios

De un único nivel: el sistema tiene un solo directorio con todos los archivos de todos los usuarios.

De dos niveles: el sistema habilita un solo directorio por cada usuario.

Tipo Árbol: el sistema permite que cada usuario tenga tantos directorios como necesite, respetando una jerarquía.

Manejo de espacio de memoria secundaria

      A diferencia de la Memoria Principal la Memoria Secundaria, auxiliar, masiva, externa no es tan veloz pero tiene gran capacidad para almacenar información en dispositivos tales como discos, cintas magnéticas, discos ópticos. Frecuentemente los datos y programas se graban en la Memoria Secundaria, de esta forma, cuando se ejecuta varias veces un programa o se utilicen repetidamente unos datos, no es necesario darlos de nuevo a través del dispositivo de entrada.

En la Memoria Secundaria un archivo consta de un conjunto de bloques (correspondiente a la cantidad de información que se transfiere físicamente en cada operación de acceso (lectura o escritura).

El Sistema Operativo o Sistema de Gestión de Archivos es el encargado de la asignación de bloques a archivos, de lo que surgen dos cuestiones, en primer lugar, debe asignarle el espacio de Memoria Secundaria a los archivos y, en segundo lugar, es necesario guardar constancia del espacio disponible para asignar.

El sistema de archivos se ocupa primordialmente de administrar el espacio de almacenamiento secundario, sobre todo el espacio en disco. El manejo del espacio libre en disco se lleva a cabo de la siguiente manera:

Vector de bits. El espacio libre en disco es frecuentemente implementado como un mapa de bits, donde cada block es representado por un bit y si el bloc es libre el bit es cero de lo contrario está asignado.11000111

Lista ligada. Una lista ligada de todos los blocks libres. Otra implantación se consigue guardando la dirección del primer block libre y el número de los blocks libres contiguos que le siguen. Cada entrada de la lista de espacio libre consiste de una dirección de disco y un contador (por conteo).

Por agrupación. Se almacena la dirección en n blocks libres en el primer block libre y el último contiene la dirección de otro block que contiene la dirección de otros blocks libres.

Para manejar los espacios en disco existen los siguientes métodos:

Contiguos. Esta asignación requiere que cada archivo ocupe un conjunto de direcciones contiguas en el disco, su asignación es definida por la dirección del primer bloc y la longitud del archivo.

Asignación ligada o encadenada. Cada archivo es una lista ligada de blocks y el directorio contiene un apuntador al primer bloc y al último.

Asignación Indexada. Cada archivo tiene su propio bloc de índice el cual es un arreglo de direcciones de bloc.

Modelo Jerárquico

Diseño del Sistema Jerárquico de Directorios

El directorio contiene un conjunto de datos por cada archivo referenciado.

Una posibilidad es que el directorio contenga por cada archivo referenciado:

·                     El nombre.

·                     Sus atributos.

·                     Las direcciones en disco donde se almacenan los datos.

Otra posibilidad es que cada entrada del directorio contenga:

·                     El nombre del archivo.

·                     Un apuntador a otra estructura de datos donde se encuentran los atributos y las direcciones en disco.

Al abrir un archivo el S. O.:

·                     Busca en su directorio el nombre del archivo.

·                     Extrae los atributos y direcciones en disco.

·                     Graba esta información en una tabla de memoria real.

·                     Todas las referencias subsecuentes al archivo utilizarán la información de la memoria principal.

El número y organización de directorios varía de sistema en sistema:

·                     Directorio único: el sistema tiene un solo directorio con todos los archivos de todos los usuarios (ver Figura 4.1).

• Un directorio por usuario: el sistema habilita un solo directorio por cada usuario 

• Un árbol de directorios por usuario: el sistema permite que cada usuario tenga tantos directorios como necesite, respetando una jerarquía general.