4 Sistema de Archivos

INICTEL 1 Módulo 4

Módulo 4: Sistema de Archivos

Objetivo General

Conocer y comprender la importancia de tener una estructura organizada para los archivos que se almacenarán en un soporte físico: disco duro, disquete, CD-ROM, etc.

Objetivos Específicos

• Conocer la estructura y funcionamiento del sistema de archivos de GNU/Linux.

• Realizar operaciones de empaquetamiento, compresión y descompresión de archivos mediante comandos.

• Realizar operaciones básicas de montaje y desmontaje de sistemas de archivos.

• Realizar formateos de disco, disquetes de inicio a través de comandos.

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Introducción

En GNU/Linux todo se entiende como archivos y están almacenados en dispositivos físicos: discos duros, disquetes, CD-ROM´s, etc., y para poder acceder a los archivos es necesario que la información esté almacenada de alguna forma organizada.

Un Sistema de Archivos no es otra cosa que la forma de organizar los archivos en un dispositivo físico.

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Sumario:

4.

4.1. Tipos de Sistema de Archivos. 4

4.2. Tipos de archivos. 5

4.3. Inodo. 6

4.4. Estructura del Sistema de Archivos.

4.5. Enlaces. 8 - 10

4.5.1. Enlaces duros. 4.5.2. Enlaces simbólicos.

4.6. Comprimir y descomprimir 11

4.6.1. Comprimir 4.6.1.1. gzip 4.6.1.2. bzip2

4.6.2. Descomprimir 12

4.6.2.1. gunzip 4.6.2.2. bunzip2

4.7. Empaquetar y desempaquetar. 13 - 14

4.8. Montando Sistemas de Archivos. 15

4.8.1. Archivo /etc/fstab 16

4.8.2. mount 17 -18

4.8.3. umount 19

4.9. Formatear disquete: fdformat

4.10. Transferencia del tipo de Sistema de Archivos: mkfs 20 4.11. Crear disquete de inicio.

4.11.1. mkbootdisk 21

4.11.2. mkboot

4.12. Estado del Sistema e Archivos 22

4.13. Verificación del Sistema de Archivos 23

4.14. Dosutils 24

4.15. Actividades del módulo

4.15.1. Autoevaluación 25

4.15.2. Laboratorio 26 - 27

4.16. Glosario de términos 28

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4.1.

Tipos de Sistema de Archivos

GNU/Linux puede utilizar los siguientes sistemas de archivos:

v ext2 - extended filesystem versión II.

v ext3 - extended filesystem versión III.

v Reiser FS, Hans Reiser.

v XFS (Extended File System), Silicon Graphics.

v JFS (Jornaling File System), IBM.

v LFS (Linux Log File System), basado en ext2.

Además GNU/Linux puede leer y escribir en sistemas de archivos de otros sistemas operativos, para esto debemos tener adecuadamente compilado nuestro núcleo. Ver Figura 1.

v MS-DOS (lectura y escritura).

v FAT 16 y FAT 32 - Windows (lectura y escritura).

v NTFS - Windows NT y 2000 (sólo lectura).

v HPSF - OS/2

v iso9660 - CD-ROM´s

v udf - CD-RW´s

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Para poder ver que sistema de archivos soporta nuestro núcleo (Ver Figura 2):

Figura 2. Sistemas de Archivos disponibles

4.2.

Tipos de archivos

El sistema operativo GNU/Linux reconoce varios tipos de archivos:

Tipo Descripción

Normales Son los que contiene información.

Directorios Son archivos que sirven para organizar la estructura del sistema de archivos.

Enlace Son archivos que sirven de enlace a otros (duros/simbólicos)

Especiales Son usados para acceder a los dispositivos de hardware. Por convención son almacenados en el directorio /dev

v Tipo bloque Están relacionados con dispositivos de almacenamiento: discos duros y disquetes.

v Tipo carácter Están relacionados con los dispositivos de Entrada/Salida: puertos seriales, puertos paralelos, unidades de cinta.

Tabla 1. Tipos de archivos

Cuadro 1. Representación del tipo de archivo.

Normal

-

r w - r w - - - -

1

Directorio

d

r w x r - x r – x

1

Enlace simbólico

l

r w x r w x r w x

1

Enlace duro

-

r w - r - - r - -

2

Especiales

Bloque

b

r w - r w - - - -

1

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4.3 Inodo

Cuando un archivo es creado se le asigna un único identificador conocido como inodo y estos números de inodos son únicos dentro de cada sistema de archivos. Ver Figura 3.

Figura 3. Inodo

Un inodo contiene la siguiente información:

v Tipo de archivo (normal, directorio, enlace, dispositivo de bloque, etc.).

v Permisos de acceso.

v ID del propietario.

v ID del grupo.

v Tamaño (en bytes).

v Fecha de acceso, creación y modificación.

v Asignación del contenido del archivo.

4.4 Estructura del Sistema de Archivos

Un sistema de archivos GNU/Linux típico puede tener la siguiente estructura de directorios (Ver Figura 4):

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Los directorios más importantes dentro de esta jerarquía son:

Directorio Descripción

/ Directorio raíz. Donde comienza el árbol de directorios. /boot Archivo de inicio (núcleo), y otros archivos de carga.

/bin Comandos Binarios esenciales en modo monousuario para reparación y arranque.

/sbin Directorio que contiene comandos (binarios del sistema), sólo ejecutables para el super-usuario.

/dev Archivos de dispositivos. hd fd ttyS sd lp null tty

disco duro IDE, hda1: 1er. disco (a), y 1ra. partición (1) Unidad de disquete, primera (fd0), segunda (fd1) se usan para acceder a puertos seriales: ttyS0 (com1) dispositivos SCSI, sdb3: 2do. disco (b), y 3ra. partición (3) puertos paralelos: lp0 (LPT1)

este es usado como agujero negro, ya que todo lo que se dirige allí desaparece.

consola virtual: tty1 (primera consola).

/etc Archivos de configuración de la máquina, en los que puede haber directorios dependiendo del programa que contenga los archivos de configuración. Algunos programas guardarán sus archivos de configuración en /etc o /usr/etc (que podrían ser enlaces).

/etc/X11 Archivos de configuración del sistema X11.

/home Directorio donde se guardarán los archivos de los usuarios.

/lib Bibliotecas compartidas (shared) o librerías dinámicas, necesarias para el funcionamiento del sistema. También se encuentran los módulos del núcleo. /lost+found Directorio que es utilizado por el comando fsck para verificar las

inconsistencias del sistema de archivos.

/mnt Directorio sobre el que se montarán los sistemas de archivos. No está siempre presente, es meramente una convención para ubicar todos los dispositivos montados bajo un solo lugar.

/opt Se encuentran los programas opcionales instalados en el equipo.

/proc Información acerca del estado del núcleo. También esta la información de los procesos del sistema.

/tmp Este directorio contiene archivos temporales que pueden borrarse sin previo aviso.

/usr Normalmente, este directorio se monta desde una partición separada. Debería contener solamente datos compartibles de sólo lectura, de forma que pueda ser montado por varias máquinas que usen GNU/Linux.

/usr/X11R6 El sistema X-Window, versión 11 distribución 6.

/usr/bin Binarios para el funcionamiento del sistema, deberán de estar aquí todos aquellos programas que puedan usar los usuarios, EXCEPTO los programas que sean del administrador, que debieran estar en /usr/sbin.

/usr/lib Bibliotecas de programas (liberarías) y ejecutables que son requeridos para el funcionamiento de algunos programas.

/usr/local Aquí es donde van típicamente los programas que son locales a la máquina. /var Contenedor de información, como registros de último acceso, colas de

impresión, peticiones..., PIDs; es decir información que cambia constantemente.

/var/log Archivos "log" (archivos bitácora o de volcado de datos). /var/spool Archivos en cola para varios programas.

/var/spool/mail Buzones de los usuarios.

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Directorio actual

Cuando uno ingresa al equipo automáticamente es ubicado en su directorio particular.

v Típicamente /home/usuario

v Para el superusuario típicamente es /root su directorio particular.

Punto (.) y Punto punto (..)

v Los directorios siempre contienen dos entradas ( . ) y ( .. )

v Estas entradas son usados como enlaces al directorio actual ( . ) y al directorio inmediato superior ( . . )

. Directorio actual .. Directorio padre

Tabla 3. Punto ( .) y Punto punto( .. )

v Usados para rutas relativas y navegación

Ejemplo1:

Cuadro 2. Mueve el archivo carta al directorio padre.

Ejemplo2:

Cuadro 3. Ejecuta el archivo a.out en el directorio actual.

4.5.

Enlaces

Los enlaces permiten dar a un único fichero múltiples nombres. Los ficheros son identificados por el sistema por su número de inodo el cual contiene información ya explicada. Cada nombre de archivo está referenciado a un inodo en particular. Ver Figura 5.

Borrar un archivo sólo lo remueve de la entrada de su directorio. El archivo sólo es perdido cuando todas las entradas a él han sido removidas.

Importante: Un nombre de archivo no es el archivo.

Ø El inodo es el archivo.

Ø Todos los nombres son simplemente enlaces al inodo.

Sintaxis:

ln [-s] nombre_archivo nombre_enlace

# mv carta .. #

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Figura 5. Enlaces

Como se ve cada inodo (Ver Figura 6) hace referencia al nombre del archivo asociado a él:

Figura 6. Inodos

4.5.1. Enlaces duros (hard links)

v Crean directamente el enlace al inodo ( Ver Figura 7)

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v Los cambios que se hagan a carta afectarán a fax ( Ver Figura 8)

Figura 8. Nombres de archivos con el mismo inodo.

v Sólo podemos crear enlaces duros entre archivos del mismo sistema de archivos.

v Cuando se borra el archivo al que apunta el enlace, este último no es afectado.

Cuadro 4. Enlace duro

4.5.2. Enlaces simbólicos (soft links)

v Puede crear un enlace simbólico a un archivo que no está en el mismo dispositivo de almacenamiento. Ver Figura 9.

Figura 9. Enlace simbólico.

v Permite dar a un archivo el nombre de otro, pero no enlaza el archivo con un inodo ( Ver Figura10)

# ln dietas menus # ls -i

22192 dietas 22192 menus #

# ls -l dietas menus

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Figura 10. Enlace simbólico – Nombres de archivo con inodos diferentes.

v Cuando se borra el archivo al que apunta el enlace este último queda inservible.

Cuadro 5. Enlace simbólico

4.6.

Comprimir y descomprimir

Existe una gran diversidad de programas que permiten comprimir archivos y así reducir el tamaño de ellos para transportarlos.

Algunos de estos programas son: zip, zcat, compress, lha, gzip, bzip2, etc.

4.6.1. Comprimir

Para comprimir un archivo utilizaremos los siguientes:

v gzip

v bzip2

# ln -s dietas menus1 # ls -i

22192 dietas 22281 menus1 #

#ls -l dietas menus1

lrwxrwxrwx 1 root root 6 Sep 27 9:25 menus1 -> dietas -rw-r - - r - - 1 root root 27 Aug 21 7:15 dietas

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4.6.1.1.

gzip

Sintaxis:

gzip [opciones] nombre_archivo

Opción Descripción

-r Compresión recursiva de subdirectorios. -d Descompresión (igual que gunzip)

-[1-9] Ratio de compresión, donde 9 tiene un mejor nivel de compresión.

Tabla 4. Opciones del comando gzip.

Cuadro 6. Comando gzip

v Creará un archivo llamado carta.gz que contendrá el contenido del archivo carta, pero comprimido.

4.6.1.2.

bzip2

Sintaxis:

bzip2 nombre_archivo

Cuadro 7. Comando bzip2

v Creará un archivo llamado carta.bz2 que contendrá el contenido del archivo carta, pero comprimido.

v bzip2 tiene un mejor ratio de compresión.

4.6.2. Descomprimir

Para descomprimir un archivo utilizaremos:

v gunzip

v bunzip2

# gzip carta # ls carta* carta.gz #

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4.6.2.1.

gunzip

Sintaxis:

gunzip nombre_archivo.gz

Cuadro 8. Comando gunzip

4.6.2.2.

bunzip2

Sintaxis:

bunzip2 nombre_archivo.bz2

Cuadro 9. Comando bunzip2

4.7.

Empaquetar y desempaquetar

El comando tar permite agrupar varios archivos de nuestro sistema de archivos y reunirlos en un único archivo. Pensado para realizar copias de seguridad.

Sintaxis:

tar [opciones] archivo_contenedor archivos_empaquetar

Opción Descripción

c Crea un archivo contenedor x Extrae archivos desde el

contenedor, el cual estará especificado con la opción f

v Modo detallado (ver lo que está haciendo)

f nombre Crea el nombre del archivo contenedor

t Crea índice de archivos almacenados

z Opción de compresión con gzip

j Opción de compresión con bzip2

Tabla 5. Opciones del comando tar

v Originalmente fue diseñado para realizar copias de seguridad en unidades de cinta. # gunzip carta.gz

# ls carta* carta #

# bunzip carta.bz2 # ls carta*

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Cuadro 10. Comando bunzip2

Ejemplo1 (Ver Figura 11):

Figura 11. Comando tar y gzip

Ejemplo2 (Ver Figura 12):

Figura 12. Comando tar y bzip2

# bunzip carta.bz2 # ls carta*

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Ejemplo3 (Ver Figura 13):

Figura 13. Comando tar (opciones gzipy bzip2)

4.8.

Montando Sistemas de Archivos

GNU/Linux, carga automáticamente su Sistema de Archivos, a este procedimiento se le denomina "montar", en ese momento, al igual que han hecho otros sistemas operativos puedes empezar a trabajar con tu sistema de archivos, pero GNU/Linux, al contrario de otros sistemas operativos puede además acceder a Sistemas de Archivos que no son suyos, es decir, puede desde GNU/Linux, acceder a su partición de Windows, OS/2, etc. Puede también acceder a su disquete o disquetes que estén formateados en otros sistemas de archivos, por ejemplo de un Mac.

Un sistema de archivos, no es más que una partición en tu disco duro (que puede ser única) la cual tiene un formato y el formato es la forma de colocar los archivos. (Ver Figura 14)

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Sistema de Archivos Sistema Operativo

ext2 (ext3) Nativo de GNU/Linux

msdos DOS

vfat Windows 9x/Me

NTFS Windows NT/2000/XP

iso9660 Sistema de archivos de CD-ROMs

udf Sistema de archivos de

CD-RW

NFS Network File System

Tabla 6. Tipos de Sistema de Archivos según el SO.

4.8.1. Automatizar el montaje de los sistemas de archivos - /etc/fstab

El archivo /etc/fstab contiene información de los sistemas de archivos existentes en el equipo y además permite determinar cuales de ellos pueden montarse a la hora de arrancar el sistema operativo. (Ver Figuras 15-16)

Figura 15. Archivos /etc/fstab

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Dispositivo físico fd0 (diskettera) cdrom (CD-ROM)

hda2 (2da. Partición 1er. Disco duro IDE) sdb1 (1ra. Partición 2do. Disco duro SCS I) Punto de montaje floppy (diskette)

cdrom (cd) Tipo de sistema

de archivos

ext2, ext3 (GNU/Linux) nfs (Network File System) msdos (DOS)

vfat (Windows) iso9660 (CDROM) udf (CDWRITER)

auto (intenta montar cualquier sistema)

Opciones de montaje async auto dev noauto noexec nosuid ro rw user defaults E/S asíncrona

Montado al arranque (mount -a) Permite ficheros de dispositivo Montaje explícito

No permite ejecutables

No permite ejecutables suid o sgid

Sólo lectura Lectura y escritura

Pueden montarlo los usuarios

–Implica: nosuid, noexec, nodev

Contiene: rw, dev, suid, exec, auto, nouser, async.

Dump El programa dump determina a que sistema de archivos se le puede hacer copia de seguridad (1-si, 0-no).

Orden de fsck Indica que sistema de archivos ejecutará el comando fsck al momento de cargar el sistema operativo. La partición raíz ( / ) está siempre en 1; para verificar otros sistemas de archivos definir el número 2.

Tabla 7. Descripción de las partes del archivo /etc/fstab

v Para ver todas las opciones de montaje ver la página del manual del comando mount.

4.8.2 Montando – mount

Para acceder al contenido de un sistema de archivos debemos montarlo, es decir insertarlo dentro de nuestro árbol de directorios.

Sintaxis:

INICTEL 18 Módulo 4

Opciones Descripción

Sistema_archivos Ext2, ext3 (GNU/Linux) nfs (Network File System) msdos (DOS)

vfat (Windows) iso9660 (CDROM) udf (CDWRITER)

auto (intenta montar cualquier sistema)

Dispositivo fd0 (diskettera) cdrom (CD-ROM)

hda2 (2da. Partición 1er. Disco duro IDE) sdb1 (1ra. Partición 2do. Disco duro SCSI) punto de montaje floppy (diskette)

cdrom (cd)

Tabla 8. Opciones del comando mount

Ejemplo1 (Ver Figura 17):

Figura 17. Comando mount

v Como se puede apreciar en la Figura 11 únicamente el superusuario puede ejecutar el comando mount con todas sus opciones.

v En Debian Linux el punto de montaje para el disquete es el directorio /floppy, en cambio para Red Hat Linux es el directorio /mnt/floppy. En realidad uno puede montar un sistema de archivos en un directorio que desee pero para guardar un orden se recomienda en un directorio bajo la carpeta /mnt

v Los usuarios comunes pueden ejecutar el comando mount, dependiendo de la configuración del archivo /etc/fstab (Ver Figura 9).

mount <punto_montaje>

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4.8.3 Desmontando – umount

Desmontar las unidades es FUNDAMENTAL, si no se desmontan las unidades y no se cierra correctamente el sistema se corre el riesgo de perder datos.

Sintaxis

umount /dev/[dispositivo montado que se quiere desmontar]

umount /mnt/[punto de montaje que se quiere desmontar]

Ejemplo1:

Cuadro 11. Desmontar disquete Ejemplo2:

Cuadro 12. Desmontar CD .

4.9.

Formatear disquetes – fdformat

Si nos encontramos con disquetes sin formato alguno, sin sectores ni pistas definidas (generalmente ya todos llevan formato de ms-dos) deberemos darle un formato a bajo nivel al disquete (Ver Figura 18):

Sintaxis:

fdformat /dev/fd0H720 Disquete 720Kb

fdformat /dev/fd0H1440 Disquete 1.44Mb Tabla 9. Comando fdformat

Figura 18. Comando fdformat

# umount /dev/fd0 #

INICTEL 20 Módulo 4

4.10. Transferencia del tipo de Sistema de Archivos – mkfs

Sintaxis (Ver ejemplo de sintaxis en la Figura 19):

mkfs –t <sistema_archivos> /dev/<dispositivo>

mkfs -t msdos /dev/fd0 formato de MS-DOS

mkfs -t ext2 /dev/fd0 formato con el sistema nativo de GNU/Linux

Tabla10. Comando mkfs

Figura 19. Comando mkfs

4.11. Crear disquete de inicio

4.11.1.

mkbootdisk (Red Hat Linux)

Sintaxis:

mkbootdisk -v --device /dev/fd0 version.nucleo-revision

INICTEL 21 Módulo 4

Figura 20. Creando un disquete de inicio – Red Hat Linux

4.11.2.

mkboot (Debian Linux).

Sintaxis:

mkboot –r partición_raíz –i version.nucleo-revision

Ver ejemplo de sintaxis en las Figuras 21 y 22.

INICTEL 22 Módulo 4

Figura 22. Creando un disquete de inicio – Debian Linux

4.12. Estado del Sistema de Archivos

df Informa de la utilización del espacio del disco en el sistema de archivos. Para una mayor legibilidad de la información mostrada se recomienda el uso de la bandera –h (h= human-readable). (Ver Figura 23)

.

INICTEL 23 Módulo 4

du Reporta la cantidad de espacio del disco usada por los archivos especificados. (Ver Figura 24).

Figura 24. Comando du

4.13. Verificación del Sistema de Archivos

Sintaxis:

fsck [-A] [-t sistema_archivos] /dev/<dispositivo>

v Verifica y repara daños en sistema de archivos.

v -A verifica todas las entradas en /etc/fstab.

v Asegurarse de que está desmontado el sistema de archivos. (Ver Figura 25)

INICTEL 24 Módulo 4

4.14. Dosutils

GNU/Linux ha incorporado una serie de utilidades que están basadas en los comandos DOS. Estas aplicaciones nos permiten un acceso más cómodo a los disquetes.

mdir Permite ver el contenido de la unidad de disquetes ( Ver Figura 26)

Figura 26. Comando mdir

mcopy Permite copiar archivos ( Ver Figura 27)

Figura 27. Comando mcopy y mdir

mdel Permite borrar archivos ( Ver Figura 28)

INICTEL 25 Módulo 4

4.15

Actividades del módulo

4.15.1 Autoevaluación

1. Ingrese el comando completo que usaría para descomprimir el archivo “foot.gz”.? (a) gzuip –d foot.gz

(b) gunzip –d foot.gz (c) gunzip foot.gz (d) unzip foot.gz

(e) descompress foot.gz

2. ¿Cuál es de las siguientes oraciones es verdadera con respecto a los enlaces duros? (a) Cuando se borra el archivo al que apunta el enlace este último queda inservible. (b) Permite dar a un archivo el nombre de otro, pero no enlaza el archivo con el inodo. (c) Sólo podemos crear enlaces duros entre archivos del mismo sistema de archivos. (d) No crean directamente un enlace al inodo.

3. ¿Defina para qué es utilizado el directorio /dev? (a) Archivos de configuración del sistema. (b) Información acerca del estado del núcleo. (c) Archivos de dispositivos.

(d) Archivos de inicio.

4. ¿Cuál es el sistema de archivos a utilizar para tener acceso a la información de un CD-RW? (a) iso9660

INICTEL 26 Módulo 4

4.15.2 Laboratorio

Experiencia práctica 1

Duración:

•

Objetivos:

• Crear enlaces duros y simbólicos

• Montar y desmontar sistemas de archivos

• Verificar el espacio libre de disco en el sistema de archivos.

• Comprimir / descomprimir, empaquetar / desempaquetar archivos

Recursos a utilizar :

• Un computador con GNU/LINUX en modo texto ( consolas virtuales)

• Un nombre de usuario y su contraseña respectiva (super usuario = “root”)

Proceso de ejecución:

1. El archivo /etc/fstab define que dispositivos podemos montar.

Tabla 7. Ejemplo del archivo /etc/fstab

Según la estructura de la tabla 7. ¿Cómo montarías la partición Windows?

__________________________________________________________________________

2. ¿Cómo podríamos copiar un archivo del disquete al directorio /soporte/2004?

__________________________________________________________________________

3. Crear un enlace con el archivo /var/log/messages.

__________________________________________________________________________

4. ¿Cuánto de espacio libre tenemos en el equipo?

__________________________________________________________________________

5. Comprimir el archivo linux.doc.

__________________________________________________________________________ /dev/sda1 /boot ext2 defaults 1 1

INICTEL 27 Módulo 4

6. Ahora empaquetamos el archivo comprimido en el paso 5.

__________________________________________________________________________

7. Comprimir y empaquetar un directorio.

__________________________________________________________________________

8. ¿Cómo podemos ver el contenido del archivo empaquetador del paso 7?

INICTEL 28 Módulo 4

4.16

Glosario de términos

Diskette: Situación donde un programa falla, el ordenador deja de trabajar o aborta inesperadamente y es necesario cargar nuevamente el ordenador

Byte: Módulo central del sistema operativo. Es la parte que se carga inicialmente, y que se queda en la memoria principal. Maneja la memoria, el disco rígido

Shared: Programa que controla un dispositivo

INICTEL 29 Módulo 4

4.17 Bibliografía y enlaces recomendados:

v Teach Yourself UNÍX in 24 hours-Dave Taylor and James C. Amstrong Jr.-1997

v Linux: Rute user’s tutorial and exposition- Paul Sheer-2001

v www.tldp.org

v es.tldp.org

v www.ibiblio.org

v linuxgazette.net

v www.gacetadelinux.com

v www.linuxfocus.org

v www.plazalinux.org