Archivos y Directorios en Sistemas Operativos: Estructura, Organización y Características
Un mundo de datos
Todos hemos tenido documentos que hemos creado, archivos de música y fotos digitales que hemos tomado. Pero para organizar nuestros datos, primero debemos entender qué son los archivos y cómo se almacenan. Para la computadora, nuestros archivos no son solo grupos de bits y bytes, hay un plan para organizar y mantener nuestros datos. En esta lección, veremos aspectos técnicos de los propios archivos que nos ayudarán a gestionar y solucionar mejor nuestra gestión de archivos.
Archivos
Nuestros archivos tienen varias características comunes incorporadas. Cada archivo se compone de datos, pero también se incrustan metadatos en el archivo para ayudar al sistema operativo (SO) a administrar cómo funciona el archivo y cómo se almacena. Los metadatos registran información del archivo, como el autor, la fecha de creación del archivo, la fecha de modificación y el tamaño del archivo.
Los atributos se pueden aplicar a cada archivo. Si un archivo está marcado como de solo lectura, entonces el archivo se puede ver pero no modificar. Se puede modificar un archivo con privilegio de escritura. Los archivos también se pueden marcar como ocultos por seguridad o para evitar una eliminación accidental. Otro indicador que se usa con frecuencia es ejecutar, que permite que un archivo se ejecute como un programa de computadora. Desde la línea de comando en una computadora con Windows, usaría el comando attrib . ¿Alguna vez has tenido un archivo que parece que no puedes eliminar? Lo más probable es que el archivo tenga el atributo de solo lectura. Elimine ese atributo y luego puede eliminar el archivo.
En un sistema Linux, usaría el comando chmod . Las herramientas gráficas también se proporcionan con el sistema operativo que ayudan con este tipo de cambios en el archivo. Tenga en cuenta que los atributos no afectan el contenido de los archivos. Los archivos se pueden escribir secuencialmente con los datos más recientes escritos al final de un archivo de registro con marca de tiempo o aleatoriamente como actualizar varios registros en un archivo de base de datos. Esto es realmente importante de entender, particularmente en una base de datos que varias personas usan al mismo tiempo.
Los archivos se nombran de una manera bastante estándar. En el sistema operativo Windows, existen convenciones de nomenclatura de archivos o un estándar fundamental que le da al sistema operativo una pista sobre cómo usar el archivo. Por ejemplo, si tiene un archivo llamado archivo.txt, el nombre del archivo es ‘archivo’ y la extensión es ‘.txt’. En este caso, el .txt indica que solo hay texto en el archivo (sin gráficos). Si la extensión es ‘.com’ (archivo de comandos), .exe (archivo ejecutable), la extensión le indica al sistema operativo que ejecute el archivo. Hay otras extensiones disponibles como .jpg para fotos de alta calidad, .docx para documentos de Microsoft Word y muchas otras. El sistema operativo Windows también proporciona asociaciones de archivos para iniciar programas instalados en función de la extensión. Linux usa tipos de archivo MIME y generalmente ignora la extensión del nombre del archivo.
Directorios
Los archivos no solo están dispersos al azar en una forma de medio de almacenamiento; existe lo que se llama un directorio. Piense en un directorio como un sistema raíz invertido. Comienza en la parte superior con una sola entidad del disco duro de una computadora. En una PC, la unidad principal se llama C:. En un sistema Unix, el indicador de la unidad es un signo de dólar ($). En ambos casos, esto se denomina raíz de la unidad. A partir de aquí pensamos en un sistema de directorios como una serie de ramas o carpetas que contienen colecciones de archivos similares. Por ejemplo, en el sistema operativo Microsoft Windows, el directorio de Windows contiene la gran mayoría de los archivos necesarios para que el sistema operativo funcione y administre archivos y procesos.
Esto proporciona comandos para la creación y eliminación de carpetas y la capacidad de mover carpetas (directorios). Las carpetas pueden tener carpetas dentro de ellas. Estos se denominan subdirectorios . Esta funcionalidad incluye una interfaz gráfica de usuario (GUI). La computadora Macintosh proporcionó la primera interfaz de uso común en 1984. Desde entonces, Microsoft Windows, Unix, Linux y otros sistemas operativos han adoptado una GUI para facilitar las tareas de archivos.
Asignación de archivos
Ahora que entendemos los archivos en sí, debemos investigar la administración de archivos del sistema operativo. El sistema operativo tiene una tabla de asignación de archivos (FAT) que indica dónde se almacenan los archivos en el medio de almacenamiento. El FAT también se puede llamar FAT32 o exFAT para un sistema operativo de 32 o 64 bits. Microsoft también tiene NTFS (Sistema de archivos de nueva tecnología) que incorpora varias características de seguridad. En Linux, puede haber un FAT o EXT (que significa Sistema de archivos extendido). En los sistemas MAC, verá FAT o HFS (Sistema de archivos jerárquicos) desarrollado para Mac OSX. Todos los sistemas de asignación de archivos funcionan básicamente igual. Piense en un disco duro como un disco giratorio, organizado en anillos concéntricos divididos en segmentos dentro de cada anillo. Cada segmento contiene los archivos.
Los archivos se pueden almacenar como un “bloque” grande, pero a menudo se dividen en segmentos, como eslabones de una cadena, dispersos por los medios de almacenamiento. Los eslabones de la cadena tienen un puntero interno FAT que traza el siguiente eslabón de la cadena. El enlace final tiene un marcador de fin de archivo que indica el último enlace. El sistema operativo ‘camina por la cadena’ y abre el archivo y el programa asociado. Es importante tener en cuenta que cuando se elimina un archivo, en realidad no se borra, sino que se sobrescribe con nuevos archivos que se almacenan en el medio.
Resumen de la lección
Muy bien, repasemos lo que hemos aprendido. En términos generales, en esta lección, aprendimos cómo se incrustan los metadatos en el archivo para ayudar al sistema operativo (SO) a administrar cómo funciona el archivo y cómo se almacena, siendo los metadatos el registro de información del archivo, como el autor, el archivo fecha de creación, fecha de modificación y tamaño del archivo. También aprendimos sobre la gestión de subcategorías o carpetas dentro de carpetas y la asignación de archivos con tablas de asignación de archivos (FAT)., que indican dónde se almacenan los archivos en el medio de almacenamiento. Si bien los aspectos técnicos de los archivos reales que usamos son muy complejos, el sistema operativo maneja la mayoría de las tareas en nuestro nombre. Si bien no es necesario ser mecánico de automóviles para conducir un automóvil, saber cómo funcionan las cosas lo ayuda a operar mejor. Ahora puede apreciar todo el trabajo que se realiza en segundo plano en su nombre.
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