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SO Segunda parte 🖥

Nov 18, 20248 min read

♻️ Primera parte → SO Primera Parte 💻

17 Marzo 2022 🧨

  • El mapa del proceso se crea en el disco. Se usa asignación no contigua.

Principio de localidad de referencias

  • Temporal: es bastante probable que una referencia se repita. Contribuyen mucho los bucles.
  • Espacial: si accedo a una posición de memoria, en un futuro es posible que acceda a posiciones cercanas a esta.

Ventajas de la Memoria Virtual

  1. El tamaño del proceso puede ser mayor que el de la propia memoria.
  2. Aumenta el grado de multiprogramación.
  3. La gestión corre a cargo del procesador.
  • Paginación: se siguen criterios físicos (se divide el proceso en trozos de igual tamaño).
  • Segmentación: se siguen criterios lógicos (se tiene en cuenta el contenido del proceso).

Memoria virtual, paginación

22 Marzo 2022 🌽

Memoria virtual, segmentación

  1. Mediante segmentación:
    • Se divide el proceso siguiendo procesos lógicos, agrupando en cada segmento datos relacionados entre sí.
    • Tendremos una tabla de segmentos que tendrá información sobre cada segmento.
    • La memoria se divide en trozos de distinto tamaño.
    • Es más compleja.
    • Ahora tenemos la dirección de comienzo del segmento.
    • Ahora se hace una suma, mientras que antes se concatenaba.
    Ventajas
    • Aumenta la multiprogramación.
    • Contempla la gestión de regiones, un segmento puede ser compartido por varios procesos.
    Desventajas
    • Problemas de gestión de almacenamiento real.
    • Es más complejo
  2. Segmentación+paginación
    • Necesitamos una tabla de segmento por proceso.
    • La traducción es más complicada.
    • Requiere dos accesos adicionales, por tanto el tiempo de traducción es mayor que en paginación, ya que requiere un acceso más.
    Ventajas
    • Multiprogramación, protección de procesos,… Inconvenientes
    • Más lento, complicado,…

Decisiones de diseño

  1. Dependientes del Hardware
    • Paginación, segmentación, segmentación con paginación.
  2. Dependientes del Software
    • Qué hacer cuando se produce un fallo de página, mediante el sistema operativo.
    • Un fallo de página es una excepción que se genera cuando la página buscada no está en memoria.

Administración del almacenamiento virtual 🥪

Política de lectura

Determina cuando se debe cargar un programa en memoria.

  • Paginación por demanda: se traen a memoria cuando se produce el fallo.
  • Prepaginación: se traen a memoria varias páginas contiguas. Mayor eficiencia de carga. Es más eficiente leer un bloque grande una vez que 4 veces bloques pequeños. Generalmente se suele usar prepaginación.

Política de reemplazo

Determina qué página se reemplaza eb memoria principal cuando se debe cargar otra y no hay espacio para ella.

  • Alcance global: se reemplaza una página de cualquier proceso en memoria.
  • Alcance local: una página del proceso que la necesita.

Política de asignación

Determina cuántos marcos se asignan a un proceso. Busca el número ideal (Equilibrio):

  • Pocas para que quepan más procesos en memoria.
  • Suficientes para que no se produzca hiperpaginación.
hiperpaginación: se generan continuamente fallos de página.

Estrategias de asignación:

  • Fija: con reemplazo local. No se adapta a las necesidades de memoria del proceso.
  • Dinámica: con reemplazo global o local.

Algoritmos de reemplazo básicos 🥗, asignación estática

  • Óptimo
  • LRU
  • FIFO
  • Reloj

Óptimo ❌

  • Genera el mínimo número de fallos de página.
  • Reemplaza la página que tardará más tiempo en volver a usarse.
  • Es imposible de implementar.

FIFO (first in first out)

  • Reemplaza la página que más tiempo lleva en memoria.
  • Sencillo de implementar.
  • Pésimo rendimiento.
  • Sufre la anomalía de Belady, si un proceso tiene más marcos de página asignados, más fallos se generan.

LRU ✅

  • Reemplaza la página que más tiempo hace que no se utiliza.
  • Se aproxima bastante bien al algoritmo óptimo.
  • Es difícil de implementar.

Reloj o FIFO segunda oportunidad

  • Se implementa como una cola circular.
  • Cada página tiene un bit de uso, cuando se accede a la página se pone a 1. Cuano hay que reemplazar una página miramos si el bit está a 1, si lo está se pone a 0 y se avanza.
  • Comportamiento similar al FIFO.

29 Marzo 2022 🚎

  • Políticas de lectura: cuando leer las páginas
  • Política de asignación: es la más importante. Interesa asignar el número justo de marcos a un proceso, porque si asignamos demasiado ese proceso ocupa mucha memoria que no está siendo usada, y si está ocupando demasiado poco puede generar muchos fallos de página dando lugar a la hiperpaginación.

Estrategia del conjunto de trabajo

  • Conjunto residente: conjunto de páginas que tiene el proceso cargado en memoria en cada momento. Su tamaño es el número de marcos que tiene asignado ese proceso.
  • Conjunto de trabajo: se calcula en un instante T y para un tamaño de ventana lambda(⍙). Es el conjunto de páginas a las que el proceso ha hecho referencia últimamente. Representa las páginas que hacían falta para ejecutar el proceso en ese intervalo de tiempo. Aproxima el comportamiento futuro a través del comportamiento pasado.

NOTAS:

  • Si el proceso tiene en memoria el conjunto de trabajo se produce una baja tasa de fallos de página.
  1. Una página debería ejeutarse sólo si su conjunto de trabajo se encuentra en memoria.
  2. Una página no debería ser retirada de memoria si es miembro del conjunto de trabajo de un proceso.
  • Si el proceso falla a menudo, no tiene su conjunto de trabajo cargado.
  • Si hay muchos fallos de página el proceso tiene pocos marcos.

Buffering de páginas

  • Técnica que almacena cosas que nos vayan a hacer falta (que sean referenciadas) en un futuro (Ej, la caché del procesador).
  • En todo momento se mantiene una lista de marcos de página libres en el sistema.

TEMA 5, Gestión de entrada salida 🚨

  • Es importante que el sistema operativo generalice la aceptación de dispositivos (diversidad).

  • Partes de los dispositivos:

  • Un controlador tiene las siguientes partes:

    • Registro de control
    • Registro de estado
    • Registro de dirección
    • Registro de datos

  • Cada registro tiene asignado un puerto

31 Marzo 2022 🛩

  • Cómo podría planificarse un sistema de entrada salida:
  • IORB→ Input Output Request Block, forma de funcionar el manejador independiente de dispositivo.
  • Manejador independiente:: verifica los parámetros, crea el IORB y avisa al manejador dependiente del dispositivo (hay uno en el sistema).
  • Manejador dependiente del dispositivo (driver): Hay uno por cada dispositivo o tipo de dispositivo. Es el driver del dispositivo. Da las órdenes para cumplir la petición (hay uno por cada dispositivo).
  • Buffering: mecanismo acelerador que aparece por ejemplo en la caché, que almacena los últimos bloques de discos accedidos.
  • Spooling: mecanismo por el cual no hay interbloqueo en los sistemas operativos.

5 Abril 2022 🧽

  • El reloj: se encarga de la verificación de que el cuanto del proceso ha terminado.

Elementos de un disco duro

Acciones del disco

  • Búsqueda: desplazamiento de la cabeza hasta el cilindro correspondiente.
  • Latencia: espera a que el sector solicitado se alinee con la cabeza de lectura escritura.
  • Lectura/Escritura y transmisión(Transferencia)

FÓRMULAS

  • T acceso = T. Búsqueda + T. Latencia + T. Lectura/escritura . Es directamente proporcional al número de pistas.

  • T.Búsqueda = T.Arranque + T.entre pistas * número de pistas

  • T. Latencia : Depende de la velocidad de rotación

Planificación del disco

Pretende:

  • Aumentar la productividad del disco
  • Disminuir tiempos de respuesta
  • Disminuir varianza de tiempos de respuesta (que los tiempos sean semejantes)
  • Evitar inanición de peticiones
  • FCFS(First Come First Served), igual que la FIFO
  • SSTF (Shortest Seek Time First), óptimo en rendimiento, pero discrimina peticiones
  • Scan y Look, también conocida como política del ascensor. Diferencia entre scan y look: El scan siempre hace barridos completos, llega hasta el final, mientras que el loop se ahorra el tramo en el que no quedan peticiones.
  • Scan Circular (C-Scan) y C-look, en lugar de dar la vuelta mirando las peticiones, al llegar al final se vuelve al principio.
  • NO ESTÁ EN DIAPOS→ Scan o loop N-Pasos, empieza el recorrido partiendo la cola en dos. Se trata la primera mitad de peticiones en primer lugar. Cuando se termina esa partición, se comienza un nuevo recorrido con otra partición. No hay posibilidad de inanicion.

Tema 6, Gestión de ficheros ⛵️

  • Sistema de gestor de ficheros: parte del SO encargada de gestionar los ficheros, crearlos, gestionar la memoria para los accesos, … Funciones:
  • Interfaz de llamadas al sistema
  • Gestionar ficheros
  • Gestionar directorios
  • Gestionar espacio libre
  • Gestionar la caché
  • Proporcionar protección
  • Comunicarse con el Sistema de Gestión de E/S
  • Fichero: abstracción del sistema operativo para almacenar datos de manera persistente. Agrupación de datos con un nombre.

Métodos de acceso

  • Secuencial
  • Directo por dirección
  • Directo por clave
  • El SO guarda la información de los ficheros en un Descriptor del Fichero.

7 Abril 2022 ♿️

  • El disco se organiza en bloques.
  • Los ficheros se dividen en bloques.
  • Dos posibilidades de asignación:
    • Contigua: bloques consecutivos
    • No contigua: bloques no consecutivos

Asignación contigua

  • Alta fragmentación externa.
  • No es adecuado para ficheros con alta volatibilidad. Se usa en ficheros que se usen muy poco.

Asignación no contigua

  • Rendimiento pobre.

    Asignación enlazada

    Asignación con FAT

    • Usado en dispositivos externos (SD, usb).
    • Cada entrada es de 32 bits.

    Asignación indexada con tabla de índices

    Asignación indexada con árboles equilibrados

Directorios

  • Asocia los nombres que el usuario le da al fichero con el descriptor interno usado por el sistema operativo. Estructura y almacenamiento de los directorios: -En los FAT, Los directorios son ficheros que contienen un descriptor para cada fichero o directorio (un directorio dentro de otro) que almacenan y su nombre.
  • En los ficheros indexados, son ficheros que contienen un descriptor para cada fichero o directorio (un directorio dentro de otro) que almacenan y el número del descriptor de ficheros.

El sistema de ficheros

  • Los discos se dividen en una o varias particiones.
  • Sistema de ficheros: modo de organización de la información en el disco, en un formato inteligible para el sistema operativo

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