Se refiere a las diferentes maneras en las que puede ser organizada la
información de los archivos, así como las diferentes maneras en que ésta puede
ser accesada. Dado que hay 2 niveles de visión de los archivos (físico y
lógico), se puede hablar también de 2 aspectos de organización de archivos: Organización de archivos lógicos y de archivos físicos.
El sistema de archivos está relacionado especialmente con la
administración del espacio de almacenamiento secundario, fundamentalmente con
el almacenamiento de disco.
Una forma de organización de un sistema de archivos puede ser la
siguiente:
- Se utiliza una “raíz
” para
indicar en qué parte del disco comienza el “directorio
raíz ” .
- El “directorio
raíz ” apunta
a los “directorios de usuarios”.
- Un “directorio
de usuario” contiene
una entrada para cada uno de los archivos del usuario.
- Cada entrada de archivo
apunta al lugar del disco donde está almacenado el archivo referenciado.
Esta forma de organización se muestra en la Fig. 5.4.1.
Los nombres de archivos solo necesitan ser únicos dentro de un
directorio de usuario dado.
El nombre del sistema para un archivo dado debe ser único para el
sistema de archivos.
En sistemas de archivo “jerárquicos” el nombre del sistema
para un archivo suele estar formado como el “nombre de la
trayectoria” del directorio raíz al archivo.
Organización lógica.
La mayoría de las computadoras organizan los archivos en jerarquías
llamadas carpetas, directorios o catálogos . (El concepto es el mismo independientemente de la terminología usada.)
Cada carpeta puede contener un número arbitrario de archivos, y también puede
contener otras carpetas. Las otras carpetas pueden contener todavía más
archivos y carpetas, y así sucesivamente, construyéndose un estructura en árbol
en la que una «carpeta raíz» (el nombre varía de una computadora a otra) puede
contener cualquier número de niveles de otras carpetas y archivos. A las
carpetas se les puede dar nombre exactamente igual que a los archivos (excepto
para la carpeta raíz, que a menudo no tiene nombre). El uso de carpetas hace
más fácil organizar los archivos de una manera lógica.
La mayor parte de las estructuras de organizaciones alternativas de
archivos se encuentran dentro de estas cinco categorías:
Pilas
Es la forma más fácil de organizar un archivo. Los datos se recogen en
el orden en que llegan.
Su objetivo es simplemente acumular una masa de datos y guardarla.
Los registros pueden tener campos diferentes o similares en un orden
distinto. Cada campo debe ser autodescriptivo, incluyendo tanto un campo de
nombre como el valor. La longitud de cada campo debe indicarse implícitamente
con delimitadores, explícitamente incluidos como un subcampo más.
El acceso a los registros se hace por búsquedas exhaustiva y son fáciles
de actualizar. Si se quiere encontrar un registro que contiene un campo
particular y un valor determinado, es necesario examinar cada registro de la
pila hasta encontrar el registro deseado. Si se quieren encontrar todos los
registros que contienen un campo particular o que tienen un valor determinado
para ese campo, debe buscarse el archivo entero.
Se aplica cuando los datos se recogen o almacenan antes de procesarlos o
cuando no son fáciles de organizar. Esta clase de archivo aprovecha bien el
espacio cuando los datos almacenados varían en tamaño y estructura. Fuera de
estos usos limitados, este tipo de archivos no se adapta a la mayoría de las
aplicaciones.
Archivos secuenciales
Es la forma más común de estructura de archivos.
Se emplea un formato fijo para los registros, son de la misma longitud y
constan del mismo número de campos de tamaño fijo con un orden determinado.
Se necesita almacenar los valores de cada campo; el nombre del campo y
la longitud de cada uno son atributos de la estructura del archivo. Cada
registro tiene un campo clave que lo identifica (generalmente es el primero de
cada registro). Los registros se almacenan en secuencia por la clave.
Se utilizan normalmente en aplicaciones de procesos por lotes, ya que es
la única organización de archivos que se puede guardar tanto en cintas como en
discos.
Para las aplicaciones interactivas que incluyen peticiones o
actualizaciones de registros individuales, los archivos secuenciales no son
óptimos. El acceso requiere una búsqueda secuencial de correspondencias con la
clave. Si el archivo entero o gran parte de él pueden traerse a la memoria
principal de una sola vez, se podrán aplicar técnicas de búsquedas más
eficientes. Al acceder un registro de un archivo secuencial grande, se produce
un procesamiento extra y un retardo considerable.
La organización física del archivo en una cinta o disco se corresponde
exactamente con la organización lógica del archivo, por lo tanto el
procedimiento habitual es ubicar los nuevos registros en un archivo de pila
separado, es llamado archivo de registro o archivo de transacciones .
Una alternativa es organizar físicamente el archivo secuencial como una
lista enlazada, en cada bloque físico se almacena uno o más registros y cada
bloque del disco contiene un puntero al bloque siguiente. La inserción de un
nuevo registro implica la manipulación de puntero, pero no requiere que el
nuevo registro ocupe una posición particular del bloque físico.
Archivos secuenciales indexados
Los registros se organizan en una secuencia basada en un campo clave
presentando dos características, un índice del archivo para soportar los
accesos aleatorios y un archivo de desbordamiento. El índice proporciona una
capacidad de búsqueda para llagar rápidamente al registro deseado y el archivo
de desbordamiento es similar al archivo de registros usado en un archivo
secuencial, pero está integrado de forma que los archivos de desbordamiento se
ubiquen siguiendo un puntero desde su registro predecesor.
La estructura más simple tiene como índice un archivo secuencial simple,
cada registro del archivo índice tiene dos campos, un campo clave igual al del
archivo principal y un puntero al archivo principal. Para encontrar un campo
especifico se busca en el índice hasta encontrar el valor mayor de la clave que
es iguale o precede al valor deseado de la clave, la búsqueda continua en el
archivo principal a partir de la posición que indique el puntero.
Cada registro del archivo principal tiene un campo adicional que es un
puntero al archivo de desbordamiento. Cuando se inserta un nuevo registro al
archivo, también se añade al archivo de desbordamiento. El registro del archivo
principal que precede inmediatamente al nuevo registro según la secuencia
lógica se actualiza con un puntero del registro nuevo en el archivo de
desbordamiento, si el registro inmediatamente anterior está también en el
archivo de desbordamiento se actualizará el puntero en el registro.
Para procesar secuencialmente un archivo completo los registros del
archivo principal se procesarán en secuencia hasta encontrar un puntero al
archivo de desbordamiento, el acceso continua en el archivo de desbordamiento
hasta que encuentra un puntero nulo, entonces renueva el acceso donde se
abandonó en el archivo principal.
Archivos indexados
A los registros se accede solo a través de sus índices. No hay
resticción en la ubicación de los registros, al menos un índice contiene un
puntero a cada registro y pueden emplearse registros de longitud variable.
Se suelen utilizar dos tipos de índices, uno exhaustivo que contiene una
entrada para cada registro del archivo principal y se organiza como un archivo
secuencial para facilitar la búsqueda, el otro índice es parcial que contiene
entrada a los registros donde esté el campo de interés.
Con registro de longitud variable, algunos registros no contendrán todos
los campos y cuando se añade un registro al archivo principal, todos los
archivos de índices deben actualizarse.
Archivos directos o de dispersión
Explotan la capacidad de los discos para acceder directamente a
cualquier bloque de dirección conocida.
Se requiere un campo clave en cada registro.
Los archivos directos son muy usados donde se necesita un acceso muy
rápido, donde se usan registros de longitud fija y donde siempre se accede a
los registros de una vez.
Organización física.
Los datos son arreglados por su adyacencia física, es decir, de acuerdo
con el dispositivo de almacenamiento secundario. Los registros son de tamaño
fijo o de tamaño variable y pueden organizarse de varias formas para constituir
archivos físicos.
Cinta magnética.
En este dispositivo el archivo físico esta formado por un conjunto de
registros físicos, y los bloques están organizados en forma consecutiva, ya que
se asigna en igual forma.
Además tales registros puede contener etiquetas que permitan un mayor
control sobre los datos almacenados, y son las siguientes:
- Etiqueta de volumen.- Contiene información que permite identificar la
cinta, el nombre del propietario y cualquier información general requerida.
- Etiqueta de archivo.- Se utilizan por pares para indicar el inicio y
fin del archivo, contiene información acerca del nombre del archivo, fecha de
creación.
- Etiqueta de usuario.- Sirven para guardar información adicional de
importancia para el usuario; no son procesados por el sistema operativo.
Discos Magnéticos.
El archivo físico en un disco es una colección de registros físicos de
igual tamaño, los cuales pueden estar organizados en forma consecutiva, ligada
o con una tabla de mapeo.
En la organización contigua, el archivo utiliza registros físicos contiguos,
siguiendo la secuencia normal de direcciones.
La organización encadenada consiste un conjunto de bloques, cada uno de
los cuales tiene un campo destinado para indicar la dirección del siguiente
registro, o sea, para lo que se ha llamado enlace o liga.
Otra forma de organización es la tabla de mapeo que consiste en una
tabla de apuntadores a los registros físicos que forman el archivo.
La organización física de un archivo en el almacenamiento secundario
depende de la estrategia de agrupación y de la estrategia de asignación de
archivos.
Para elegir una organización de archivos se deben tener en cuenta
ciertos criterios:
Si un archivo va a procesar solamente por lotes, accediendo cada vez a
todos los registros, entonces el acceso rápido para la recuperación
de un único registro es una preocupación mínima. Un archivo almacenado en
CD-ROM nunca será actualizado, por lo que la facilidad de
actualización no se considera. Para la economía de
almacenamiento , debería existir una mínima redundancia de los datos, ésta redundancia
es el medio fundamental para incrementar la velocidad de acceso a los datos.
Este tipo de organización muestra a su vez, 2 aspectos importantes: Métodos De Asignación De Espacio Libre y Asignación De Espacio De
Almacenamiento Del Archivo.
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