Estructura de los dispositivos de E/S.

Transcripción

1 Estructura de los dispositivos de E/S. Sistemas Operativos. Tema 6. 1 Estructura dispositivos de almacenamiento masivo. Almacenamiento secundario o masivo: Su misión: Contener permanentemente gran cantidad de datos. Actualmente se utilizan discos. Se debe: Llevar un control del espacio libre en disco. Asignar de alguna determinada forma. Estructura de un disco: Varias superficies circulares y planas recubiertas por material magnético en ambas caras. La información se graba en el material magnético. Hay un motor que lo hace girar a gran velocidad. Hay, normalmente, una cabeza de lectura-escritura por superficie. Cada superficie dividida en anillos concéntricos: pistas. Cilindro: conjunto de pistas situadas en la misma posición. Dentro de una pista la información se escribe en bloques de tamaño fijo: sectores. 2

2 Estructura dispositivos de almacenamiento masivo. Dibujo esquemático de un disco: 3 Lectura y Escritura en disco. Se desplazan las cabezas a la pista para leer un cilindro o una pista. Para acceder a un sector: Especificamos la superficie pista y sector. La cabeza de lectura-escritura se mueve hasta la pista en cuestión (tiempo de posicionamiento). El sector se lee cuando la cabeza está sobre él (tiempo de latencia). Un disco: Se puede considerar como un matriz tridimensional de sectores. El S.O. lo trata como una matriz unidimensional de bloques de disco: Cada bloque es un sector o conjunto de sectores. Las direcciones de los bloque aumentan al recorrer los sectores de una pista. 4

3 Administración del espacio libre. Debemos mantener un control del espacio libre en disco: Mapa o Vector de bits: Lista de espacio libre con un mapa de bits o vector de bits: bit = 0 -> bloque está ocupado. bit = 1 -> bloque está libre. Ejemplo: 5 Administración del espacio libre. Lista ligada: Se enlazan todos los bloques libres de disco. Conservamos un puntero al primer bloque de disco. Cada bloque libre contiene un puntero al siguiente bloque libre. Problema: Para recorrer la lista tendremos que leer todos los bloques libres. 6

4 Administración del espacio libre. Listas ligadas modificadas: El primer bloque contiene n punteros que apuntan a n bloques: Los n-1 primeros son bloques libres. El bloque número n contiene otros n punteros. Esta estructura se repite sucesivamente. De qué depende el valor n? Del tamaño del bloque y del tamaño de los punteros. 7 Administración del espacio libre. Listas ligadas modificadas (cont): Guardamos el primer bloque libre y el número de bloques libres contiguos que le siguen. 8

5 Planificación del acceso a discos. Objetivo: Conseguir que el acceso al disco sea lo más rápido posible. Debemos planificar las solicitudes para mejorar, por ejemplo, el tiempo promedio de espera. Tiempo de acceso al disco: Tiempo de posicionamiento. Tiempo de latencia. Tiempo de transferencia (de datos entre disco y memoria). De esos tiempos podemos influir en el tiempo de posicionamiento. Al realizar una llamada de E/S al sistema se traducirá a: Dirección en disco (unidad, cilindro, superficie, bloque). Dirección en memoria. Cantidad de información que se transfiere (bytes etc.) 9 Planificación del acceso a discos. Planificación FCFS: La más sencilla. Se atienden las peticiones por orden de llegada. Tendremos una cola de disco con solicitudes que atañen a las pistas: Supone movimientos bruscos de la cabeza de lectura-escritura. El tiempo de posicionamiento es grande. 10

6 Planificación del acceso a discos. Planificación SSTF (Shortest Seek-time-first). Surge con la intención de reducir el tiempo de posicionamiento. Se atiende la petición que implica una pista más cercana a la posición actual de la cabeza. 11 Planificación del acceso a discos. Planificación SCAN: La cabeza va de un extremo del disco al otro sirviendo las solicitudes que encuentra a su paso. Al llegar al otro extremo vuelve al extremo original. Debemos saber donde está la cabeza y hacia donde se mueve: 12

7 Planificación del acceso a discos. Planificación C-SCAN: Similar a la anterior. A la vuelta no se sirve ninguna petición. Trata de reducir el tiempo de espera promedio con respecto a SCAN. 13 Planificación del acceso a discos. Planificación LOOK: Funciona igual que SCAN, pero sólo se llega hasta la última petición, no hasta final de disco. 14

8 Planificación del acceso a discos. Planificación CLOOK: Funciona igual que CSCAN, pero sólo se llega hasta la última petición, no hasta final de disco. 15