Disco
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El documento describe las funciones de los sistemas operativos para manejar dispositivos de entrada y salida, incluyendo comunicarse con los dispositivos, manejar interrupciones y errores. También describe las diferentes técnicas para realizar entrada y salida, como programada, por interrupciones y usando DMA. Finalmente, explica cómo los sistemas operativos interactúan con los discos mediante la abstracción de archivos y bases de datos para ocultar problemas con los discos.
![Interactuando con Discos En los primeros SO SO especificaba número de cilindro, número de sector, número de superficie y tamaño de transferencia SO necesitaba saber todos estos parámetros Discos modernos son más complicados No todos los sectores son del mismo tamaño Disco proporciona una interfaz de nivel más alto (SCSI) Datos exportados como un arreglo de bloques [0...N] Mapea bloques lógicos a cilindro/superficie/sector SO sólo especifica número de bloque, disco se encarga de detalles](https://image.slidesharecdn.com/disco1639/85/Disco-13-320.jpg)
Disco
- 1. Almacenamiento secundario Cecilia Hernández 2007-1
- 2. Funciones de SO al manejar dispositivos de E/S Comunicarse con los dispositivos Manejar interrupciones Manejar errores Proporcionar interfaz sencilla y fácil de usar Tratar de generalizar interfaz independiente del dispositivo (ej. diskettes, disco duro, CD-ROM).
- 3. Tipos de dispositivos Dispositivos de interacción con humanos Monitor, teclado, mouse Dispositivos de interacción entre componentes de sistema computacional Discos Tarjetas de red ethernet, wireless Otra vista de clasificación Dispositivos de bloques Discos Dispositivos de caracteres Maneja flujo de caracteres, teclado, mouse, impresora
- 4. Técnicas para realizar E/S Programada Por interrupciones Usando DMA Disco
- 6. Usando DMA
- 7. Almacenamiento Secundario Almacenamiento secundario Después de Memoria Principal No permite la ejecución directa de instrucciones o manipulación de datos mediante instrucciones load/store Características Grande: entre 50 – 1000 GB Barato : $200/GB Persistente : Datos sobreviven sin energía Lento : Del orden de los msegs
- 8. Jerarquía de Memoria Registro de CPU (100 bytes, ~ <1 nsegs) Cache de Nivel 1 (32KB, ~1-2 nsegs) Cache de Nivel 2 (256KB, ~4 nsegs) Memoria Principal (1GB, ~60 nsegs) Almacenamiento Secundario (100GB, ~10-50mseg) Almacenamiento Terciario (1-100TB, 1seg-1hr) Cada uno de estos niveles actua como cache de nivel anterior más rápido
- 9. Jerarquía de Memoria CPU registros L1 cache L2 cache Memoria Principal Almacenamiento Secundario Almacenamiento Terciario 100 bytes 32KB 256KB 1GB 100GB 1-1000TB 10+ ms 1s-1hr <1 ns 1 ns 4 ns 60 ns
- 10. Sistema Operativo y Disco Tarea del SO es esconder problemas con discos Discos normalmente tienen bloques malos SO interactúa con disco mediante controlador de disco Buscar bloque, comenzar lectura, transferir bloque, etc SO proporciona abstracción de disco a usuarios sistema mediante archivos y bases de datos
- 11. Estructura Física de Disco Componentes físicos platos superficies pistas sectores cilindros brazo cabezas plato superficie pista sector cilindro brazo cabeza
- 12. Rendimiento de Disco Búsqueda (cara en tiempo: ~10ms) Mover el brazo a cilindro Velocidad de brazo no ha aumentado mucho Rotación (cara en tiempo: ~8ms) Esperar que sector pase por debajo de la cabeza Velocidad aumentando pero de a poco Transferencia (~4MB/s, 1KB/sector , 0.25ms) Datos de cilindro a controlador y de ahi a SO Depende de cuántos se transfieran Velocidad aumentando
- 13. Interactuando con Discos En los primeros SO SO especificaba número de cilindro, número de sector, número de superficie y tamaño de transferencia SO necesitaba saber todos estos parámetros Discos modernos son más complicados No todos los sectores son del mismo tamaño Disco proporciona una interfaz de nivel más alto (SCSI) Datos exportados como un arreglo de bloques [0...N] Mapea bloques lógicos a cilindro/superficie/sector SO sólo especifica número de bloque, disco se encarga de detalles
- 14. Planificación de Disco Discos pueden satisfacer un requerimiento a la vez Tiempos de búsqueda y rotación son altos, asi que planificación intenta disminuir estos tiempos Algoritmos de planificación FIFO Atender requerimientos en orden de llegada Justo, pero lento SSTF (Shortest Seek Time First) Atender requerimientos que minimice tiempo de búsqueda Disminuye tiempo búsqueda de algunos requerimientos, pero no es justo y puede producir espera indefinida
- 15. Planificación de Disco cont. SCAN Algoritmo del ascensor Elimina espera indefinida Más justo que SSTF, pero no completamente C-SCAN SCAN modificado Recorre requerimientos en dirección circular Compromiso entre tiempo de búsqueda y justicia