Presentación de PowerPoint

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Sistemas Operativos
Oscar Bedoya
oscar.bedoya@correounivalle.edu.co
http://eisc.univalle.edu.co/~oscarbed/SO/
* PARTE2
- ADMINISTRACIÓN DE MEMORIA
- MEMORIA VIRTUAL
- ALMACENAMIENTO MASIVO
* Estructura de un disco duro
* Algoritmos de planificación de disco duro
Almacenamiento masivo
Almacenamiento masivo
Almacenamiento en memorias Flash
• Para escribir datos se modifica el campo eléctrico que
genera la celda
• Dependiendo de si la celda está en 1 ó 0, el campo
eléctrico de la celda existe o no
Almacenamiento masivo
Almacenamiento en memorias Flash
• Todos los tipos de memoria flash sólo permiten un número
limitado de escrituras y borrados, generalmente entre
10.000 y un millón, dependiendo de la precisión del proceso
de fabricación y del voltaje necesario para su borrado
Almacenamiento masivo
Almacenamiento masivo
Almacenamiento masivo
Almacenamiento masivo
Almacenamiento masivo
Almacenamiento masivo
Almacenamiento masivo
Almacenamiento masivo
Almacenamiento masivo
pista
eje
actuador
sector
cabeza de
lectura-escritura
cilindro
plato
brazo
rotación
Almacenamiento masivo
Almacenamiento masivo
Pista: circunferencia marcada sobre un plato
Almacenamiento masivo
pista
eje
actuador
sector
cabeza de
lectura-escritura
cilindro
plato
brazo
rotación
Almacenamiento masivo
pista
eje
actuador
sector
cabeza de
lectura-escritura
cilindro
plato
brazo
rotación
Sector: tramo mínimo en el que se subdivide una pista
Almacenamiento masivo
pista
eje
actuador
sector
cabeza de
lectura-escritura
cilindro
plato
brazo
rotación
Almacenamiento masivo
cilindro 0
Almacenamiento masivo
cilindro 10600
Almacenamiento masivo
• La superficie del plato está dividida lógicamente en
pistas circulares, las cuales se subdividen en sectores
• El conjunto de pistas que se encuentran en una posición
del brazo forman un cilindro
Almacenamiento masivo
sector
cilindro
Almacenamiento masivo
Parámetro
IBM 360KB
floppy disk
Western Digital
18300 Hard disk
1
6
40
10601
Pistas por cilindro
?
?
Sectores por pista
9
281
Sectores por disco
720
35746572
Bytes por sector
512
512
360KB
18.3GB
Número de platos
Número de cilindros
Capacidad del disco
Almacenamiento masivo
Parámetro
IBM 360KB
floppy disk
Western Digital
18300 Hard disk
1
6
Número de cilindros
40
10601
Pistas por cilindro
2
12
Sectores por pista
9
281
Sectores por disco
720
35746572
Bytes por sector
512
512
360KB
18.3GB
Número de platos
Capacidad del disco
Almacenamiento masivo
cilindro 0
Almacenamiento masivo
cilindro 10600
Almacenamiento masivo
• Tiempo de posicionamiento:
- Latencia rotacional: tiempo que hay que esperar para que el
disco gire el sector deseado hasta donde se encuentra la cabeza
- Tiempo de búsqueda: tiempo para mover el brazo hasta el
cilindro deseado
Almacenamiento masivo
Almacenamiento masivo
Almacenamiento masivo
Almacenamiento masivo
• Si está disponible la unidad de disco se da servicio inmediatamente
a la solicitud, de no ser así, se acumulan las solicitudes en una cola de
solicitudes pendientes
Cilindros solicitados: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67
Almacenamiento masivo
cilindro 0
Cilindros solicitados: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67
Almacenamiento masivo
cilindro 98
Cilindros solicitados: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67
Almacenamiento masivo
cilindro 183
Cilindros solicitados: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67
Almacenamiento masivo
cilindro 37
Cilindros solicitados: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67
Almacenamiento masivo
• Se especifica además, el cilindro sobre el cual está la cabeza del
disco
- Cabeza: cilindro 53
- Cilindros solicitados: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67
Almacenamiento masivo
- Cabeza: cilindro 53
- Cilindros solicitados: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67
53
0
199
Almacenamiento masivo
- Cabeza: cilindro 53
- Cilindros solicitados: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67
53 98
0
199
Almacenamiento masivo
- Cabeza: cilindro 53
- Cilindros solicitados: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67
53 98
0
Desplazamiento: 45
199
Almacenamiento masivo
- Cabeza: cilindro 53
- Cilindros solicitados: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67
98
0
Desplazamiento: 45
199
Almacenamiento masivo
- Cabeza: cilindro 53
- Cilindros solicitados: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67
98
0
Desplazamiento: 45+85
183
199
Almacenamiento masivo
- Cabeza: cilindro 53
- Cilindros solicitados: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67
183
0
Desplazamiento: 45+85
199
Almacenamiento masivo
- Cabeza: cilindro 53
- Cilindros solicitados: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67
37
0
Desplazamiento: 45+85+146
199
Almacenamiento masivo
- Cabeza: cilindro 53
- Cilindros solicitados: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67
122
0
Desplazamiento: 45+85+146+85
199
Almacenamiento masivo
• Para atender las solicitudes se escoge de la cola uno de los cilindros
utilizando alguno de los algoritmos de planificación de disco:
- FCFS
- SSTF
- SCAN
- C-SCAN
- LOOK
- C-LOOK
Almacenamiento masivo
Planificación FCFS (First Come - First Served)
• Se atienden las solicitudes de cilindros en el orden de llegada
Almacenamiento masivo
Solicitudes: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67
La cabeza se encuentra en el cilindro 53
Almacenamiento masivo
Solicitudes: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67
Almacenamiento masivo
Solicitudes: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67
45
85
146
87
108
110
59
2
Movimiento total de la cabeza: 642 cilindros
Almacenamiento masivo
• Considerando que la cabeza el disco se encuentra en el cilindro 20,
muestre el diagrama de planificación FCFS para las solicitudes de los
cilindros:
16, 98, 15, 149, 12, 150, 2, 10
• Indique el movimiento total de la cabeza del disco
Almacenamiento masivo
Solicitudes: 16, 98, 15, 149, 12, 150, 2, 10
2 10 12 15 16 20
98
149 150
4
82
83
134
137
138
148
8
Movimiento total: 734
Almacenamiento masivo
Planificación SSTF (Shortest Seek Time First)
• Selecciona la solicitud más cercana a la posición actual de la cabeza
• Puede provocar inanición
Almacenamiento masivo
Solicitudes: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67
La cabeza se encuentra inicialmente sobre el cilindro 53
Almacenamiento masivo
Solicitudes: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67
14, 37, 65, 67, 98, 122, 124, 183
La cabeza se encuentra inicialmente sobre el cilindro 53
Almacenamiento masivo
Solicitudes: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67
14, 37, 65, 67, 98, 122, 124, 183
La cabeza se encuentra inicialmente sobre el cilindro 53
Almacenamiento masivo
Solicitudes: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67
14, 37, 65, 67, 98, 122, 124, 183
La cabeza se encuentra inicialmente sobre el cilindro 53
53 – 37 = 16
65 – 53 = 12
Almacenamiento masivo
Solicitudes: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67
14, 37, 65, 67, 98, 122, 124, 183
La cabeza se encuentra inicialmente sobre el cilindro 53
53 está a 16 cilindros de 37
53 está a 12 cilindros de 65
53
65
Almacenamiento masivo
Solicitudes: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67
14, 37, 65, 67, 98, 122, 124, 183
La cabeza se encuentra ahora sobre 67
Se verifica entre 37 y 98 quién está más cerca
53
65
67
Almacenamiento masivo
Solicitudes: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67
14, 37, 65, 67, 98, 122, 124, 183
La cabeza se encuentra ahora sobre 67
67 está 30 cilindros de 37
67 está 31 cilindros de 38
53
65
37
67
Almacenamiento masivo
Solicitudes: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67
La cabeza se encuentra en el cilindro 53
Almacenamiento masivo
Solicitudes: 14, 37, 65, 67, 98, 122, 124, 183
Almacenamiento masivo
Solicitudes: 14, 37, 65, 67, 98, 122, 124, 183
Almacenamiento masivo
Solicitudes: 14, 37, 65, 67, 98, 122, 124, 183
Almacenamiento masivo
Solicitudes: 14, 37, 65, 67, 98, 122, 124, 183
12
30
2
23
84
24
2
59
Movimiento total de la cabeza: 236 cilindros
Almacenamiento masivo
• Considerando que la cabeza el disco se encuentra en el cilindro 20,
muestre el diagrama de planificación SSTF para las solicitudes de
los cilindros:
16, 98, 15, 149, 12, 150, 2, 10
• Indique el movimiento total de la cabeza del disco
Almacenamiento masivo
Solicitudes: 16, 98, 15, 149, 12, 150, 2, 10
2, 10, 12, 15, 16, 98, 149, 150
2 10 12 15 16 20
98
149 150
4
1
3
2
8
96
51
1
Movimiento total: 166
Almacenamiento masivo
Planificación SCAN
• El brazo del disco comienza en un extremo del disco y se mueve
hacia el otro, atendiendo solicitudes a medida que llega a cada
cilindro
• Cuando llega al otro extremo, la cabeza invierte su dirección y sigue
atendiendo
• También se conoce como el algoritmo del elevador
Almacenamiento masivo
8
1
Almacenamiento masivo
8
1
Llega hasta el último
piso y se devuelve
hasta el primero
Almacenamiento masivo
8
El algoritmo se detiene
cuando no hay solicitudes
pendientes en la cola
1
Almacenamiento masivo
Solicitudes: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 (la cabeza se mueve hacia 0)
14, 37, 65, 67, 98, 122, 124, 183
Almacenamiento masivo
Solicitudes: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 (la cabeza se mueve hacia 0)
16
23
14
65
2
31
24
2
59
Movimiento total de la cabeza: 236 cilindros
Almacenamiento masivo
• Considerando que la cabeza el disco se encuentra en el cilindro 20,
muestre el diagrama de planificación SCAN para las solicitudes de
los cilindros:
16, 98, 15, 149, 12, 150, 2, 10 (la cabeza se mueve hacia 0)
• Indique el movimiento total de la cabeza del disco
Almacenamiento masivo
Solicitudes: 16, 98, 15, 149, 12, 150, 2, 10
2, 10, 12, 15, 16, 98, 149, 150
2 10 12 15 16 20
98
149 150
4
1
3
2
8
2
98
51
1
Movimiento total: 170
Almacenamiento masivo
Planificación C-SCAN (Circular SCAN)
• El brazo del disco comienza en un extremo del disco y se mueve
hacia el otro, atendiendo solicitudes a medida que llega a cada
cilindro
• Cuando llega al otro extremo, regresa inmediatamente al inicio del
disco sin atender solicitudes
• Intenta proporcionar un tiempo de espera más uniforme
Almacenamiento masivo
8
1
Almacenamiento masivo
8
A
1
Almacenamiento masivo
8
B
A
1
Almacenamiento masivo
8
B
A
1
Con la planificación
SCAN se atenderá
primero a B que a A
Almacenamiento masivo
8
B
A
1
Con C-SCAN se
devuelve hasta el
primer piso sin
atender
Almacenamiento masivo
Solicitudes: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 (la cabeza se mueve hacia 199)
14, 37, 65, 67, 98, 122, 124, 183
Almacenamiento masivo
Solicitudes: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 (la cabeza se mueve hacia 199)
14, 37, 65, 67, 98, 122, 124, 183
12
2
31
24
2
59
199
14
23
Movimiento total de la cabeza: 382 cilindros
16
Almacenamiento masivo
• Considerando que la cabeza el disco se encuentra en el cilindro 20,
muestre el diagrama de planificación C-SCAN para las solicitudes de
los cilindros:
16, 98, 15, 149, 12, 150, 2, 10 (la cabeza se mueve hacia 199)
• Indique el movimiento total de la cabeza del disco
Almacenamiento masivo
Solicitudes: 16, 98, 15, 149, 12, 150, 2, 10
2, 10, 12, 15, 16, 98, 149, 150
2 10 12 15 16 20
98
78
149 150
199
51
1
199
2
8
2
3
1
Movimiento total: 394
49
Almacenamiento masivo
Planificación LOOK
• Similar a SCAN pero en lugar de llegar hasta los extremos del disco,
se llega hasta la solicitud más lejana
Almacenamiento masivo
8
SCAN llegaría
hasta el piso 8
LOOK llega
hasta el piso 6
1
Almacenamiento masivo
8
Hacia abajo SCAN
llegaría hasta el
primer piso y se
devuelve
Hacia abajo LOOK
llega hasta el piso 3 y
se devuelve
1
Almacenamiento masivo
• Considerando que la cabeza el disco se encuentra en el cilindro 20,
muestre el diagrama de planificación LOOK para las solicitudes de
los cilindros:
16, 98, 15, 149, 12, 150, 2, 10 (la cabeza se mueve hacia 0)
• Indique el movimiento total de la cabeza del disco
Almacenamiento masivo
Solicitudes: 16, 98, 15, 149, 12, 150, 2, 10
2, 10, 12, 15, 16, 98, 149, 150
0 2 10 12 15 16 20
98
149
150
4
1
3
2
8
96
51
1
Almacenamiento masivo
• Considerando que la cabeza el disco se encuentra en el cilindro 20,
muestre el diagrama de planificación LOOK para las solicitudes de
los cilindros:
16, 98, 15, 149, 12, 150, 2, 10 (la cabeza se mueve hacia 199)
• Indique el movimiento total de la cabeza del disco
Almacenamiento masivo
Solicitudes: 16, 98, 15, 149, 12, 150, 2, 10
2, 10, 12, 15, 16, 98, 149, 150
2 10 12 15 16 20
98
78
149 150
51
1
134
1
3
2
8
Movimiento total: 278
199
Almacenamiento masivo
Planificación C-LOOK
• Similar a C-SCAN en el que se devuelve sin atender, pero no llega
hasta los extremos del disco sino hasta la solicitud más lejana
Almacenamiento masivo
Planificación C-LOOK
Solicitudes: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 (la cabeza se mueve hacia 199)
Almacenamiento masivo
Planificación C-LOOK
Solicitudes: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 (la cabeza se mueve hacia 199)
12
2
31
24
2
59
169
23
Movimiento total de la cabeza: 322 cilindros
Almacenamiento masivo
• Considerando que la cabeza el disco se encuentra en el cilindro 20,
muestre el diagrama de planificación C-LOOK para las solicitudes de
los cilindros:
16, 98, 15, 149, 12, 150, 2, 10 (la cabeza se mueve hacia 199)
• Indique el movimiento total de la cabeza del disco
Almacenamiento masivo
Solicitudes: 16, 98, 15, 149, 12, 150, 2, 10
2, 10, 12, 15, 16, 98, 149, 150
2 10 12 15 16 20
98
78
149 150
51
1
148
8
2
3
1
Movimiento total: 292
199
Almacenamiento masivo
Selección de un planificador de disco
• Se utiliza SCAN en los sistemas operativos
Almacenamiento masivo
SSD (solid-state drive)
• Las unidades de estado sólido son dispositivos electrónicos, construidos
únicamente con chips de memoria flash
• No son discos
• Son muy fiables y físicamente casi indestructibles
• Su costo por GB es aún muy elevado (1TB magnético ~ 40 GB SSD )
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