FCFM, BUAP Verano 2002 Introducción a Linux. Intro. Linux FCFM, BUAP TEMARIO Introducción a Linux Sistemas de Archivos Gestión Básica El sistema de ventanas

FCFM, BUAPVerano 2002

Introducción a Linux

Intro. Linux FCFM, BUAP

TEMARIO

• Introducción a Linux

• Sistemas de Archivos

• Gestión Básica

• El sistema de ventanas

X-Windows

• Manejando el Shell

• Programas y aplicaciones


1. INTRODUCCION

[ hardware• Computadora [

| [ software -->progs. del sistema SO

|aplicaciones

|\/

Procesador, memoria, reloj, terminal, disco, dispositivos E/S


Linux ?

• Unix es multi-usuario, multi-tareas; modo de texto y gráfico

• Linux nació como Unix para PC’s, ahora en todas partes !

• Linux Torvald, 1991.

• Linux es gratuito y libre


Capas del sistema

Maple Juegos Calculos Aplicaciones

Compiladores Editores Shell Programas

SISTEMA OPERATIVO del Sistema

LENGUAJES DE MAQUINA Hardware

MICROPROGRAMACION Hardware

Dispositivos Fisicos Hardware


Capas del Sistema II


Control

• En lugar de controlar los dispositivos con el lenguaje de máquina, usamos el sistema operativo, que nos presenta una máquina virtual para ello.

• SO: proporciona una asignación ordenada y controlada de los procesadores, memoria y dispositivos E/S.

• Windows ??

• Linux ??


Conceptos

• Procesos = programa en ejecución

(programa ejecutable, datos, pila, contador

registro, etc.)

tabla de procesos (guarda info del estado de cada proceso)

• Interfaz entre SO y programas del usuario = conjunto de “instrucciones ampliadas”: llamadas del sistema

• Las LLS de procesos fundamentales son las que se ocupan de la creación y fin de procesos. Proceso “intérprete de comandos” o shell lee instrucciones o órdenes a partir de la terminal


Shell. Previo

• Shell -- carga procesos

-- crea procesos y entorno

-- cierra procesos

• Estructura de árbol en procesos

pero antes hay que saber que es el UID y GID !


Login de un Usuario

Al conectarse un usuario al sistema:– Telnet o ssh.

– Se evalúa si el modo de conexión (local o remoto) es válido para dicho usuario (en base al getty).

– Se arranca el programa shell asociado.

– Configuración de la sesión: general (/etc/profile) y de usuario (~/.profile).


Sus cuentas

• Cada usuario posee un espacio en el disco duro llamado su cuenta

• Asociada a esta cuenta se encuentra un nombre y una palabra clave: ID de login y password

• Sólo si coinciden el ID del login y el password podrá el usuario entrar al sistema


2. SISTEMAS DE ARCHIVOS

• Visión del usuario del sistema de archivos• Archivos• Directorios• Servicios de archivos• Servicios de directorios• Sistemas de archivos• El servidor de archivos• Puntos a recordar


Gestión de archivos y directorios

• Objetivos:– Entender los conceptos de archivo y directorio– Mostrar los métodos de acceso y los mecanismos de

protección– Estudiar las semánticas de compartición– Comprender la estructura del sistema de ficherosPresentar las llamadas al sistema y ejemplos de programación

en LINUX y Windows– Presentar distintas técnicas de gestión de archivos y

directorios a nivel de diseño


Características para el usuario

• Almacenamiento permanente de información. No desaparecen aunque se apague el computador.

• Conjunto de información estructurada de forma lógica según criterios de aplicación.

• Nombres lógicos y estructurados.• No están ligados al ciclo de vida de una aplicación particular.• Abstraen los dispositivos de almacenamiento físico.• Se acceden a través de llamadas al sistema operativo o de

bibliotecas de utilidades.


• El acceso a los dispositivos es: – Incómodo

• Detalles físicos de los dispositivos • Dependiente de las direcciones físicas

– No seguro • Si el usuario accede a nivel físico no tiene restricciones

• El sistema de archivos es la capa de software entre dispositivos y usuarios.

• Objetivos: – Suministrar una visión lógica de los dispositivos – Ofrecer primitivas de acceso cómodas e independientes de

los detalles físicos – Mecanismos de protección

Sistema de archivos


Concepto de archivo

• Un espacio lógico de direcciones contiguas usado para almacenar datos

• Tipos de archivos: – Datos:

• numéricos • carácter • binarios

– Programas: • código fuente • archivos objetos (imagen de carga)

– Documentos


Atributos del archivo

• Nombre: la única información en formato legible por una persona.• Identificación única del archivo y del usuario: descriptor interno del

archivo, dueño y grupo del archivo• Tipo de archivo: necesario en sistemas que proporciona distintos formatos

de archivos.• Tamaño del archivo: número de bytes en el archivo, máximo tamaño

posible, etc. • Protección: control de accesos y de las operaciones sobre archivos• Información temporal: de creación, de acceso, de modificación, etc.• Información de control: archivo oculto, de sistema, normal o directorio, etc.


Representación del archivo

• La información relacionada con el archivo se mantiene en el descriptor del archivo, al que se apunta desde los directorios.

• Es distinto en cada sistema operativo: nodo-i, registro Windows, etc.

• Tipos de archivos: – Archivos normales: ASCII y binarios.– Archivos especiales: de bloques y de caracteres


Ejemplos de representación

N ombre A tr ib.

S ize K BA gr up. FA T

cabecer a A tr ibutosT am añoN om bre

S egur idad

D atos

V cluster s


Nombres de Fichero y Extensiones

Extensión Significado

exe, com,bin, none

c, s, asm, ppas, f77

Z, z, zip

gif, jpg

o, obj

ps, dvi, pdf

txt, doc

tex, roff

html

Programa ejecutable

Código fuente en distintoslenguajes

Archivos comprimidos

Archivos de imágenes

Archivos de texto

Archivos de hipertexto para World Wide Web

Archivos de entrada para formateadores de texto

Archivos ASCII o binarios enformato imprimible o visible

Archivos objeto, compiladospero sin montar

• Tiras de caracteres• Longitud: fija o variable• Sensibles a tipografía• Extensión: obligatoria o no• Los usuarios usan nombres

lógicos de este estilo• Los directorios relacionan

nombres lógicos y descriptores internos de ficheros

• El sistema de ficheros trabaja con descriptores internos


Estructura del fichero

• Ninguna - secuencia de palabras o bytes (UNIX)• Estructura sencilla de registros

– Líneas– Longitud fija– Longitud variable

• Estructuras complejas– Documentos con formato (HTML, postscript)– Fichero de carga reubicable (módulo de carga)

• Se puede simular estructuras de registro y complejas con una estructura plana y secuencias de control

• ¿Quién decide la estructura?– Interna: El sistema operativo– Externa: Las aplicaciones


Byte o re g istro d e

lo ng itud fija

Árb o l d e re g istro s

C a b e c e ra

M ó d ulo o b je to

C a b e c e ra

M ó d ulo o b je to

Arc hivo d eb ib lio te c a

Re g istro s d e lo ng itudva ria b le

Distintas estructuras lógicas


Archivos: visión lógica II

• Estructura de un archivo: – Archivos de estructura compleja

• Archivos indexados • Archivos directos o de dispersión

– Ejemplo de archivo indexado:

– Los archivos estructurados en registros y los archivos con estructuras complejas se pueden construir como una capa sobre la visión de tira de bytes.

C la ve

R e g is tro

F icheroind ice

F ichero principa l


C abecera de sección 1

C abecera de sección n

Sección 1

Sección 2

Sección n

Tipo de secc ión ,tam año de la secc ión d irecc ión v irtua l

O trainform ación

D atos con va lo r in ic ia l

In fo rm aciónde ca rga

Tab la des ím bo los

Datos con valor in ic ial

C ód igo

Tipo de sección,tam año de la sección d irección virtual

C abecera prim aria

Núm e ro m á g ic o

Núm e ro d e se c c io ne s

Ta m a ño se g m e nto te xto

Ta m a ño se g m e nto d a to s

Ta m a ño d a to s sin va lo rin ic ia l

Ta m a ño ta b la d e sím b o lo s

Va lo r in ic ia l d e re g istro s

Dire c c ió n in ic ia l

O p c io ne s

...

Estructura de archivo ejecutable LINUX


Concepto de directorio

• Objeto que relaciona de forma unívoca un nombre de usuario de archivo con su descriptor interno

• Organizan y proporcionan información sobre la estructuración de los sistemas de archivos

• Una colección de nodos que contienen información acerca de los archivos


Directorios: visión lógica

• Esquema jerárquico. • Cuando se abre un archivo el SO busca el nombre en la

estructura de directorios. • Operaciones sobre un directorio:

– Crear (insertar) y borrar (eliminar) directorios. – Abrir y cerrar directorios. – Renombrar directorios. – Leer entradas de un directorio. – Montar (combinar)

• La organización jerárquica de un directorio – Simplifica el nombrado de archivos (nombres únicos) – Proporciona una gestión de la distribución => agrupar

archivos de forma lógica (mismo usuario, misma aplicación)


Estructura de los directorios

• Tanto la estructura del directorio como los archivos residen en discos

• Los directorios se suelen implementar como archivos• Copias de respaldo en cintas, por seguridad• Información en un directorio: nombre, tipo, dirección, longitud

máxima y actual, tiempos de acceso y modificación, dueño, etc.• Hay estructuras de directorio muy distintas. La información

depende de esa estructura.• Dos alternativas principales:

– Almacenar atributos de archivo en entrada directorio– Almacenar <nombre, identificador>, con datos archivo en

una estructura distinta. Esta es mejor.


N o m b reN o d o - i: P u n te ro a l d e sc r ip to r d e l a rc h iv o

Dire c to rio d e C P/M

N o m b reT ip o d e a rc h iv o

C o n ta d o rd e b lo q u e s

C ó d ig o d eu su a r io

a rc h iv oe x te n d id o

N ú m e ro sd e b lo q u e

. . .

Dire c to rio d e M S-DO S

Dire c to rio d e UN IX

N o m b reT ip o d e a rc h iv o R e se rv a d o

A tr ib u to s F e c h a Ta m a ñ o

H o ra

N ú m e rod e l p r im e r b lo q u e

Ejemplo de entradas de directorio


Organización del directorio

• Eficiencia: localizar un archivo rápidamente• Nombrado: conveniente y sencillo para los usuarios

– Dos usuarios pueden tener el mismo nombre para archivos distintos

– Los mismos archivos pueden tener nombres distintos– Nombres de longitud variable

• Agrupación: agrupación lógica de los archivos según sus propiedades (por ejemplo: programas Pascal, juegos, etc.)

• Estructurado: operaciones claramente definidas y ocultación• Sencillez: la entrada de directorio debe ser lo más sencilla

posible.


Directorio de un nivel

• Un único directorio para todos los usuarios• Problemas de nombrado y agrupación

D irecto r io

A rch iv o s

ca rta m ap a .g if lis ta .tx t p ro g ram a .o... ...

... ...


Directorio de dos niveles

• Un directorio por cada usuario• Camino de acceso automático o manual• El mismo nombre de archivo para varios usuarios• Búsqueda eficiente, pero problemas de agrupación

D irecto r iom a estrom ariv i m ig u e l e lv ira... ...

a rch iv o s... ...

D irecto r iod e l u su a r io

d a to s lis ta .c c lav es... ...

a rch iv o s... ...


te s t ag en d a c lav es... ...

a rch iv o s... ...


m ail lis ta .c m io .o... ...


Directorio con estructura de árbol

• Búsqueda eficiente y agrupación• Nombres relativos y absolutos -> directorio de trabajo

D irecto r iora íz

tm p h o m e u sr... ...

m a riv i m ig u e l e lv ira...

te s t ag en d a c lav es

sh rm v i

b in in c lu d e m a il

m io .o

b u zo nstd io .h

d a to s lis ta .c c lav es

co rreo ag en d a


Directorio con estructura de árbol

• Los nombres absolutos contienen todo el camino• Los nombres relativos parten del directorio de trabajo o actual• Cambio de directorio:

– cd /spell/mail/prog – cd prog

• Borrar un archivo: rm <nombre-archivo>• Crear un subdirectorio: mkdir <nombre_dir>• Ejemplo:

– cd /spell/mail – mkdir count– ls /spell/mail/count

• Borrar un subdirectorio: rm -r mail


Directorio de grafo acíclico I

• Tienen archivos y subdirectorios compartidos• Este concepto no existe en Windows

D irecto r iora íz

tm p h o m e u sr... ...

m a riv i m ig u e l e lv ira...

te s t ag en d a c lav es

sh rm v i

b in in c lu d e m a il

b u zo nstd io .h

d a to s lis ta .c c lav es

c lav esco rreo ag en d a


Directorio de grafo acíclico II

• link: Un archivo con varios nombres -> control de enlaces– un único archivo con contador enlaces en descriptor (e. Físicos)– archivos nuevos con el nombre destino dentro (e. simbólicos)

• Borrado de enlaces: – a) decrementar contador; si 0 borrar archivo– b) recorrer los enlaces y borrar todos– c) borrar únicamente el enlace y dejar los demás

• Problema grave: existencia de bucles en el árbol. Soluciones:– Permitir sólo enlaces a archivos, no subdirectorios– Algoritmo de búsqueda de bucle cuando se hace un enlace

• Limitación de implementación en UNIX: sólo enlaces físicos dentro del mismo sistema de archivos.


Nombres jerárquicos

• Nombre absoluto: especificación del nombre respecto a la raíz (/ en LINUX, \ en Windows).

• Nombre relativo: especificación del nombre respecto a un directorio distinto del raíz– Ejemplo: (Estamos en /users/) miguel/claves– Relativos al dir. de trabajo o actual: aquel en el se está al

indicar el nombre relativo. En Linux se obtiene con pwd• Directorios especiales:

– . Directorio de trabajo. Ejemplo: cp / users/miguel/claves .– .. Directorio padre. Ejemplo: ls ..– Directorio HOME: el directorio base del usuario


• Interpretar /users/miguel/claves– Traer a memoria entradas archivo con nodo-i 2– Se busca dentro users y se obtiene el nodo-i 342– Traer a memoria entradas archivo con nodo-i 342– Se busca dentro miguel y se obtiene el nodo-i 256– Traer a memoria entradas archivo con nodo-i 256– Se busca dentro claves y se obtiene el nodo-i 758– Se lee el nodo-i 758 y ya se tienen los datos del archivo

• ¿Cuándo parar?– Se ha encontrado el nodo-i del archivo– No se ha encontrado y no hay más subdirectorios– Estamos en un directorio y no contiene la siguiente

componente del nombre (por ejemplo, miguel).

Interpretación de nombres en LINUX. II


Jerarquía de directorios

• ¿Árbol único de directorios?– Por dispositivo lógico en Windows (c:\users\miguel\claves,

j:\pepe\tmp, ...)– Para todo el sistema en UNIX (/users/miguel/claves,

/pepe/tmp, ...). • Hacen falta servicios para construir la jerarquía: mount y umount.– mount /dev/hda /users– umount /users

• Ventajas: imagen única del sistema y ocultan el tipo de dispositivo

• Desventajas: complican la traducción de nombres, problemas para enlaces físicos entre archivos


Montado de Sistemas de archivos o particiones

/

/lib /bin /usr

/

/d1 /d2 /d3

/d3/f2/d3/f1

/

/lib /bin /usr

/usr/d1

/usr/d3

/usr/d3/f2/usr/d3/f1

Volumen raiz

(/dev/hd0)

Volumen sin montar

(/dev/hd1)

mount /dev/hd1 /usr

Volumen montado

/usr/d2


Arbol de directorios

• /bin: Ejecutables básicos del SSOO.

• /dev: Ficheros especiales asociados a dispositivos.

• /etc: Configuración del sistema.

• /home: Directorio de cuentas de usuarios.

• /lib: Librerías básicas del sistema.

/ /bin

/dev

/etc

/home

/lib

/mnt

/opt

/proc

/sbin

/tmp

/usr

/var

/lib

/include

/etc

/bin

/local

/man



• /mnt: Directorio de montaje de ciertos sistemas de ficheros.

• /opt: Aplicaciones adicionales del sistema.

• /proc: Sistema de ficheros virtual para la gestión de recursos.

• /sbin: Ejecutables de administración del SSOO

/ /bin

/dev

/etc

/home

/lib

/mnt

/opt

/proc

/sbin

/tmp

/usr

/var

/lib

/include

/etc

/bin

/local

/man



• /tmp: Directorio para ficheros temporales.

• /usr: Aplicaciones adicionales del SSOO.

• /usr/local: Programas locales del sistema.

• /var: Directorio para ficheros de log y colas de trabajos.

/ /bin

/dev

/etc

/home

/lib

/mnt

/opt

/proc

/sbin

/tmp

/usr

/var

/lib

/include

/etc

/bin

/local

/man


Directorios Especiales

• /dev

Agrupa entradas de tres diferentes tipos:– Dispositivos de tipo

carácter.– Dispositivos de tipo

bloque.– Dispositivos virtuales

(/dev/zero).

Todos estos dispositivos tienen asociado un minor y un major number.

• /proc

Se corresponde con un sistema de ficheros virtual (no tiene soporte en disco). Las entradas del directorio son:– Procesos en ejecución.– Información del sistema.– Mapping de recursos del

sistema.


Sistemas de archivos y particiones

• El sistema de archivos permite organizar la información dentro de los dispositivos de almacenamiento secundario en un formato inteligible para el sistema operativo.

• Previamente a la instalación del sistema de archivos es necesario dividir físicamente, o lógicamente, los discos en particiones o volúmenes [Pinkert 1989].

• Una partición es una porción de un disco a la que se la dota de una identidad propia y que puede ser manipulada por el sistema operativo como una entidad lógica independiente.

• Una vez creadas las particiones, el sistema operativo debe crear las estructuras de los sistemas de archivos dentro de esas particiones. Para ello se proporcionan mandatos como format o mkfs al usuario. #mkswap –c /dev/hda2 20800#mkfs -c /dev/hda3 –b 8196 123100


P ar tición 2

P ar tición 3

P ar tición 5P ar tición 4

Tipos de particiones


Sistemas de archivos y particiones (II)

• Sistema de archivos: conjunto coherente de metainformación y datos. • Ejemplos de Sistemas de archivos:

B o o t D o s c o p ia sd e la FAT

D ire c to r ioR a íz

D a to s yD ire c to r io s

B o o t n o d o s - iS u p e rB lo q u e

M ap a sd e b its

D a to s yD ire c to r io s

M S -D O S

U N IX


Sistemas de archivos y particiones (III)

• Descripción de sistemas de archivos: – El sector de arranque en MS-DOS – El superbloque en UNIX

• Relación sistema de archivos-dispositivo: – Típico: 1 dispositivo N sistemas de archivos (particiones) – Grandes archivos: N dispositivos 1 sistema de archivos

• Típicamente cada dispositivo se divide en una o más particiones (en cada partición sistema de archivos)

• La tabla de particiones indica el principio, el tamaño y el tipo de cada partición.


Otros sistemas de archivos

• Fast File System• EXT2 (extended file system) • Archivos con bandas• LFS (log structured file system) • Sistemas de archivos paralelos• ....


Servidor de archivos

• Para proporcionar un acceso eficiente y sencillo a los dispositivos de almacenamiento, todos los sistemas operativos tienen un servidor de archivos que permite almacenar, buscar y leer datos fácilmente.

• Dicho servidor de archivos tiene dos tipos de problemas de diseño muy distintos entre sí:– Definir la visión de usuario del sistema de entrada/salida,

incluyendo servicios, archivos, directorios, sistemas de archivos, etc.

– Definir los algoritmos y estructuras de datos a utilizar para hacer corresponder la visión del usuario con el sistema físico de almacenamiento secundario.


Estructura del servidor de archivos

Pro c e so d eUsua rio 1



Pro c e so d eUsua rio n

. . .N ive l d eusua rio

N ive l d esiste m a

M ane jadores de D ispos itivo

S erv idor de B loques

M ódu lo de O rgan izac ión de A rch ivos

Cache de B loques

ext2 m sdos ffs . . .

. . .

proc

S is tem a de A rch ivos V irtua l


Sistema de archivos virtuales

• S.A. Virtual: interfaz de llamadas de entrada/salida del sistema y de pasar al módulo de organización de archivos la información necesaria para ejecutar los servicios pedidos por los usuarios.

• Servicios:– manejo de directorios, – gestión de nombres, – algunos servicios de seguridad, – integración dentro del servidor de archivos de distintos tipos de sistemas

de archivos – servicios genéricos de archivos y directorios.

• Nodo virtual: estructura de información que incluye las características mínimas comunes a todos los sistemas de archivos subyacentes y que enlaza con un descriptor de archivo de cada tipo particular.


Módulo de organización de archivos

• Proporciona el modelo del archivo del sistema operativo y los servicios de archivos.

• Relaciona la imagen lógica del archivo con su imagen física, proporcionando algoritmos para trasladar direcciones lógicas de bloques a sus correspondientes direcciones físicas.

• Gestiona el espacio de los sistemas de archivos, la asignación de bloques a archivos y el manejo de los descriptores de archivo (nodos-i de UNIX o registros de Windows NT).

• Un módulo de este estilo por cada tipo de archivo soportado (UNIX, AFS, Windows NT, MS-DOS, EFS, MINIX, etc.).

• Dentro de este nivel también se proporcionan servicios para pseudo-archivos, tales como los del sistema de archivos proc.

• Las llamadas de gestión de archivos y de directorios particulares de cada sistema de archivos se resuelven en el módulo de organización de archivos. Para ello, se usa la información existente en el nodo-i del archivo afectado por las operaciones.


Flujo de datos en el S. de A.

Usua rio

read (fd, buffer, tamaño)

tamaño

buffer

bloques del archivo

bloques del dispositivo

bloques del disco

a rc hivo ló g ic o(VFS)

a rc h ivo ló g ic o(FFS)

M a ne ja d o r d e d isc o y

d isp o sitivo

Blo q ue s ló g ic o s(Se rvid o r

d e b lo q ue s)

3

1340

1340

1756

1756

840

840

8322

8322

4 5 6


Estructuras de datos asociadas al S. de A. (I)

• Tabla de nodos-v: almacena en memoria la información del nodo-v existente en el disco y otra que se usa dinámicamente y que sólo tiene sentido cuando el archivo está abierto. – Problema: si sólo hay un campo de apuntador, cada operación de un

proceso afectaría a todos los demás. – Posible solución: incluir la información relativa al archivo dentro del

bloque de descripción del proceso (BCP). • Tabla de archivos abiertos (tdaa) por un proceso, dentro del BCP, con sus

descriptores temporales y el valor del apuntador de posición del archivo para ese proceso. – El tamaño de esta tabla define el máximo número de archivos que cada

proceso puede tener abierto de forma simultánea. – El descriptor de archivo fd indica el lugar de tabla. La tdaa se rellena

de forma ordenada, de forma que siempre se ocupa la primera posición libre de la tabla.

– En los sistemas UNIX cada proceso tiene tres descriptores de archivos abiertos por defecto: entrada estándar, fd = 0, salida estándar, fd = 1, error estándar, fd = 2.


Flujo datos con cache de bloques

Usua rio

read (fd, buffer, tamaño)

tamaño

buffer

bloques del archivo

bloques del dispositivo

bloques del disco

a rc hivo ló g ic o(VFS)

a rc hivo ló g ic o(FFS)

M a ne ja d o r d e d isc o y

d isp o sitivo

Blo q ue s ló g ic o s(Se rvid o r

d e b lo q ue s)

C a c he d e b lo q ue s(Se rvid o r

d e b lo q ue s)

3

1340

1340

1756

1756

1756

840

840

8322

8322

8322

4 5 6


Políticas de reemplazo

• Algoritmo:– Comprobar si el bloque a leer está en la cache.

• En caso de que no esté, se lee del dispositivo y se copia a la cache.

• Si la cache está llena, es necesario hacer hueco para el nuevo bloque reemplazando uno de los existentes: políticas de reemplazo.

• Si el bloque ha sido escrito (sucio): política de escritura.• Políticas de reemplazo: FIFO (First in First Out), segunda oportunidad, MRU (Most

Recently Used), LRU (Least Recently Used), etc. – La política de reemplazo más frecuentemente usada es la LRU. Esta política reemplaza el

bloque que lleva más tiempo sin ser usado, asumiendo que no será referenciado próximamente.

– Los bloques más usados tienden a estar siempre en la cache y, por tanto, no van al disco. La utilización estricta de esta política puede crear problemas de fiabilidad en el sistema de archivos si el computador falla.

– La mayoría de los servidores de archivos distinguen entre bloques especiales y bloques de datos.


Políticas de escritura

• Escritura inmediata (write-through): se escribe cada vez que se modifica el bloque.– No hay problema de fiabilidad, pero se reduce el rendimiento del sistema.

• Escritura diferida (write-back): sólo se escriben los datos a disco cuando se eligen para su reemplazo por falta de espacio en la cache. – Optimiza el rendimiento, pero genera los problemas de fiabilidad

anteriormente descritos. • Escritura retrasada (delayed-write), que consiste en escribir a disco los

bloques de datos modificados en la cache de forma periódica cada cierto tiempo (30 segundos en UNIX). – Compromiso entre rendimiento y fiabilidad.– Reduce la extensión de los posibles daños por pérdida de datos. – Los bloques especiales se escriben inmediatamente al disco. – No se puede quitar un disco del sistema sin antes volcar los datos de la

cache. • Escritura al cierre (write-on-close): cuando se cierra un archivo, se vuelcan

al disco los bloques del mismo que tienen datos actualizados.


Montado de sistemas de archivos o particiones

• Oculta el nombre del dispositivo físico o partición

• En MS-DOS c:\tmp\datos.txt

/

/lib /bin /usr

/

/d1 /d2 /d3

/d3/f2/d3/f1

/

/lib /bin /usr

/usr/d1

/usr/d3

/usr/d3/f2/usr/d3/f1

Volumen raiz

(/dev/hd0)

Volumen sin montar

(/dev/hd1)

mount /dev/hd1 /usr

Volumen montado

/usr/d2


Enlaces

• Permite que dos o más nombres hagan referencia al mismo archivo.

• Dos tipos: – Enlace físico

• El archivo sólo se elimina cuando se borran todos los enlaces • Sólo se permiten enlazar archivos (no directorios) del mismo

volumen.

– Enlace simbólico • El archivo se elimina cuando se borra el enlace físico. Si

permanece el enlace simbólico provoca errores al tratar de accederlo.

• Se puede hacer con archivos y directorios. • Se puede hacer entre archivos de diferentes sistema de archivos


Enlace físico

ln /user/pepe/datos.txt /user/juan/datos2.txt

/

usr lib

pepe

user

juan

prog.cdatos.txt

prog.c

..

.datos.txt

23100

28400

pepe

..

.

datos2.txt

80100

60 enlaces = 2prueba.txt

datos2.txtprueba.txt

28

descripción del fichero

juannodo-i 28

/

usr lib

pepe

user

prog.c prueba.txtdatos.txt

prog.c

..

.datos.txt

23100

28400

pepe

..

.prueba.txt

80100

60

juan

juan


Enlace simbólico

ln -s /user/pepe/da tos.txt /user/juan/datos2.tx t

/

us r lib

pe pe

user

juan

prog .cda to s.tx t

prog .c

..

.da to s.tx t

23100

130400

pe pe

..

.

da to s2.tx t

80100

60prue ba.tx t

da to s2.tx tprue ba.tx t

28

juan

en laces = 1

/use r/pepe /da tos .tx t

no do-i 1 30

en laces = 1

de scrip c ió n de l fichero

no do-i 2 8

/

us r lib

pe pe

user

prog .c prue ba.tx tda to s.tx t

prog .c

..

.da to s.tx t

23100

28400

pe pe

..

.prue ba.tx t

80100

60

juan

juan


Ejemplo de montado

/

= punto de montado

Punto demontado


Fiabilidad del sistema de archivos

• Fallos HW y SW pueden provocar fallos en un volumen • Soluciones:

– Hardware: • Controladores que tratan con sectores con fallos • Discos con información redundante (RAID)

– Backups (copias de respaldo) • En discos

• En cintas • Backups incrementales

A

BA

B


Redundancia con paridad

Disp o sitivo RAID

Disc o 0 Disc o 1 Disc o 2 Disc o 3

b lo q ue 0

b lo q ue 3

p a rid a db lo q ue 2b lo q ue 1


Consistencia del sistema de archivos (I)

• Dos aspectos importantes:– Comprobar que la estructura física del sistema de archivos es coherente.– Verificar que la estructura lógica del sistema de archivos es correcta.

• Estrucutra física: se comprueba la superficie del dispositivo de almacenamiento.

• Estructura lógica:1. Se comprueba que el contenido del superbloque responde a las

características del sistema de archivos. 2. Se comprueba que los mapas de bits de nodos-i se corresponden con los

nodos-i ocupados en el sistema de archivos. 3. Se comprueba que los mapas de bits de bloques se corresponden con los

bloques asignados a archivos.4. Se comprueba que ningún bloque esté asignado a más de un archivo. 5. Se comprueba el sistema de directorios del sistema de archivos, para ver

que un mismo nodo-i no está asignado a más de un directorio.


Consistencia del sistema de archivos (II)

• Consistencia sobre archivos: – Contador de enlaces > contador real – Contador de enlaces < contador real – Número de nodo-i > Número total de nodos-i – Archivos con bits de protección 0007 – Archivos con privilegios en directorios de usuario

• UNIX y LINUX: fsck

fsck /dev/dsk/c0t0d3s1

– Comprueba el dispositivo físico c0t0d3s1


Puntos a recordar (I)

Los archivos y los directorios son los elementos centrales del sistema. Archivo: unidad de almacenamiento lógico no volátil que agrupa un

conjunto de información relacionada entre sí bajo un mismo nombre. Todos los sistemas operativos tienen un descriptor de archivo que almacena atributos del mismo.

Todos los sistemas operativos proporcionan mecanismos de nombrado que permiten asignar un nombre a un archivo en el momento de su creación. Desde el punto de vista del usuario, la información de un archivo puede estructurarse como una lista de caracteres, un conjunto de registros secuencial o indexado, etc.

Las dos formas de acceso más habituales son el acceso secuencial y el directo (o aleatorio).

La semántica de coutilización especifica qué ocurre cuando varios procesos acceden de forma simultánea al mismo archivo.

Un directorio es un objeto que relaciona de forma unívoca el nombre de usuario de un archivo y el descriptor interno del mismo usado por el sistema operativo.


Puntos a recordar (II)

Hay dos posibles formas de especificar un nombre: nombre completo del archivo, denominado nombre absoluto, o nombre de forma relativa a algún subdirectorio del árbol de directorios, denominado nombre relativo.

Previamente a la instalación del sistema operativo es necesario dividir físicamente, o lógicamente, los discos en particiones o volúmenes.

Una vez creadas las particiones, el sistema operativo debe crear las estructuras de los sistemas de archivos dentro de esas particiones. Para ello se proporcionan mandatos como format o mkfs al usuario.

El superbloque, los mapas de bloques y los mapas de descriptores constituyen la metainformación de un sistema de archivos. Si el superbloque se estropea, todo el sistema de archivos queda inaccesible.

Existen distintos tipos de estructuras de sistemas de archivos: tradicional, FFS, LFS, con bandas, etc. Cada una de ellas es más apropiada para determinados propósitos. El FFS es muy usado en la actualidad.

Los servidores de archivos tienen una estructura interna que, en general, permite acceder a los distintos dispositivos del sistema mediante archivos de distintos tipos, escondiendo estos detalles a los usuarios.


Puntos a recordar (III)

El sistema de archivos virtuales proporciona una interfaz de llamadas de entrada/salida genéricas válidas para todos los tipos de sistemas de archivos instalados en el sistema operativo.

Los mecanismos de asignación hacen corresponder la imagen lógica del archivo con la imagen física que existe en el almacenamiento secundario. Hay dos políticas de asignación básicas: bloques contiguos y bloques discontiguos.

Dos mecanismos populares para gestionar el espacio libre son los mapas de bits y la lista de bloques libres.

Para optimizar el rendimiento del sistema de entrada/salida, el servidor de archivos incorpora mecanismos de incremento de prestaciones tales como discos RAM, caches de nombres, caches de bloques y compresión de datos.

La destrucción de un sistema de archivos es, a menudo, mucho peor que la destrucción de un computador. Es importante salvaguardar los datos.

Un sistema de archivos puede quedar en estado incoherente por mal uso, caídas de tensión, apagados indebidos del sistema operativo, etc. · Actualmente, algunos servidores de archivos incorporan servicios avanzados tales como actualizaciones atómicas, transacciones o replicación.


Terminales Gráficos

X Window:– Entorno gráfico de los sistemas UNIX.– Arquitectura Cliente/Servidor– Diferentes niveles (librerías) de desarrollo.– Nuevos problemas de seguridad.


X Windows

Servidor:– Asociado al terminal

gráfico.– Muestra en pantalla los

pixels.Cliente:

– Aplicación con salida gráfica.

– Está asociada a un servidor.

Servidor X

xterm

xterm

windowmanager


X Windows

Servidor:– Interactúa con el hardware gráfico.– Acepta mensajes X11.

Clientes:– Usan primitivas para dibujar en el servidor.– Pueden ser aplicaciones remotas.– Gestor de ventanas: window manager


X Windows

• Librerías de alto nivel:– Motif– Qt– ...

• Librerías de bajo nivel:– X11– Xlib

Hardware

Kernel

X11

Xlib

Xtoolkit

Motif

Aplicaciones X

Documents

FCFM, BUAP Verano 2002 Introducción a Linux. Intro. Linux FCFM, BUAP TEMARIO Introducción a Linux Sistemas de Archivos Gestión Básica El sistema de ventanas