El Almacenamiento Secundario
Contenido:
Administración de Almacenamiento Secundario
Administración del Espacio Libre
Administración de Almacenamiento Secundario
Su principal requisito es el almacenamiento permanente de grandes cantidades de datos. En los sistemas computacionales modernos, los discos proporcionan la mayor parte del almacenamiento secundario.
Estructura del disco
Cada disco tiene una forma circular plana, sus dos superficies están cubiertas con material magnético, la información se graba en la superficie.
Estructura Física
Tienen una cabeza de lectura-escritura, la superficie se divide en pistas, la información se guarda sobre las pistas.
Tipos de discos
De cabeza Fija
Tiene una cabeza por cada pista, el computador cambia de una pista a otra.
e cabeza móvil.- Requiere de hardware para mover la cabeza, pero sólo se requiere de una.
Removibles.- Permiten montar discos diferentes según se precise.
Flexibles.- Están cubiertos por una superficie dura permitiendo que la cabeza de lectura-escritura pueda descansar sobre ella, sin embargo la cabeza se desgasta.
Densidad de grabación del disco.- Se refleja en el número de pistas por pulgada, y por tanto en el número de pistas de una superficie.
El Hardware de un sistema de disco
Consta de dos partes:
Unidad de Disco
Incluye el motor del dispositivo, las cabezas de lectura-escritura y la lógica relacionada; y,
Controlador de Disco
Determina la interactividad lógica con el computador. Para hacer referencia a la información se usa una dirección que incluye número de unidad, la superficie y la pista.
Cilindro.-Es un conjunto de pistas a las que se puede acceder sin mover las cabezas.
Sectores.- Son la menor unidad que puede leerse o escribirse en un disco. Son los bloques en los que se guarda la información dentro de una pista; cada sector se puede leer o escribir por separado. El tamaño de un sector varía entre 32 y 4096 bytes, hay de 4 a 32 sectores por pista y de 20 a 1500 pistas por superficie.
Características de los discos
- Pueden rescribirse
- Puede accederse directamente a cualquier bloque de información.
Directorio del Dispositivo
Indica cuáles son los archivos que se encuentran en el disco.
Administración del espacio Libre
Un método de asignación de espacio libre determina la manera en que un Sistema Operativo controla los lugares del disco que no están siendo ocupados. Se citan los siguientes:
Vector de Bits.- Cada bloque se representa con un bit, el cual es: 0 si está libre, 1 si está ocupado, su ventaja es que resulta fácil encontrar bloques consecutivos.
Lista Ligada.- Enlaza los bloques libres del disco manteniendo un apuntador al siguiente bloque libre. No es eficiente ya que para recorrer la lista tenemos que leer cada uno de los bloques, lo que representa tiempo de E/S.
Agrupamiento
Almacena en el primer bloque las direcciones de n bloques libre, los primeros n-1 están libres y el último contiene las direcciones de otros n bloques libres, su ventaja es que se pueden encontrar rápidamente bloques libres.
Recuento
Aprovecha varios bloques contiguos que se pueden asignar simultáneamente. Se puede tener la dirección del primer bloque libre, y los n bloques contiguos.
Un método de asignación de espacio en disco determina la manera en que un Sistema Operativo controla los lugares del disco ocupados por cada archivo de datos. Se debe controlar básicamente la identificación del archivo, sector de inicio y sector final.
Asignación Contigua
Cada archivo ocupa un conjunto de direcciones contiguas en el disco. Su ventaja es que permite tanto el acceso secuencial como el directo, utiliza las siguientes estrategias:
Primer Ajuste.- Asigna el primer hueco libre que encuentre.
Mejor Ajuste.- Asigna el que más coincida con el espacio pedido
Peor Ajuste.- Asigna el espacio más grande que encuentre.
Estos algoritmos presentan problemas de fragmentación externa
Asignación Enlazada
Cada archivo es una lista enlazada de bloques de disco que pueden encontrarse en cualquier parte. Sus ventajas son la ausencia de fragmentación externa, el directorio contiene un apuntador al primero y último bloques del archivo, el archivo puede crecer mientras queden bloques libres, su mayor problema radica en que sólo puede aplicarse eficazmente en archivos de acceso secuencial, y el espacio requerido para los apuntadores.
FAT
Reserva una sección del disco que contiene una tabla que tiene una entrada para cada bloque del disco y está indexada por número de bloque.
Asignación Indexada
Reúne todos los apuntadores en un solo bloque llamado bloque de índices. Cada archivo tiene su propio bloque de índices que es un arreglo de direcciones de bloques en disco. Permite acceso directo sin problemas de fragmentación externa, sin embargo desperdicia mucho espacio para los apuntadores del bloque de índices. Para determinar el tamaño del bloque de índices se usan los siguientes mecanismos:
Esquema enlazado.- Enlaza varios bloques de índices.
Indice multinivel.- Emplea un bloque de índices separado que apunta a los bloques de índice, que a su vez apuntan a los bloques de archivo.
Esquema combinado.- Es una combinación de los dos anteriores: unos apuntadores apuntan a bloques directos, otros a indirectos.
Velocidad del Disco.- Se compone de la suma de:
Tiempo de posicionamiento.- Es el tiempo que se tarda en mover la cabeza a la pista o cilindro correspondiente.
Tiempo de Latencia.- El tiempo que espera a que el bloque deseado pase bajo la cabeza de lectura-escritura.
Tiempo de transferencia..- El tiempo que emplea en transferir los datos.
Planificación FCFS.- Presta servicio por orden de llegada: El primero que llega es el primero servido. Este algoritmo es sencillo, pero puede que no brinde el mejor servicio.
Planificación SSTF.- Selecciona la solicitud con menor tiempo de posicionamiento a partir de la posición actual de la cabeza.
Planificación SCAN.- La cabeza de lectura-escritura comienza en un extremo del disco y se desplaza hacia el otro, sirviendo las solicitudes al llegar a cada pista. Al llegar al extremo se invierte la dirección de la cabeza y continúa el servicio.
Planificación C-SCAN.- En este tipo de planificación, la cabeza se mueve de un extremo a otro sirviendo solicitudes, pero al llegar al otro extremo regresa de inmediato al inicio del disco sin atender solicitudes.
Planificación LOOK.- La cabeza se mueve hasta la última solicitud en cada dirección. Si ya no existen solicitudes en la dirección actual, se invierte el movimiento.
Colas por Sectores.- Es un algoritmo de planificación de dispositivos de cabeza fija que se basa en la división de cada pista en un número fijo de bloques llamados sectores. Definen una cola para cada sector, cuando llega una solicitud para el sector, se coloca la cola del sector y al pasar por debajo de las cabezas de lectura-escritura, se sirve la primera solicitud.