1.1 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009Operating System Concepts 8th Edition
Estructura de Almacenamiento Masivo
1.2 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009Operating System Concepts 8th Edition
Objetivos
Describir la estructura fsica del almacenamiento
secundario y terciario y los efectos resultantes en el
uso de los dispositivos
Explicar las caractersticas de rendimiento de los
dispositivos de almacenamiento masivo
1.3 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009Operating System Concepts 8th Edition
Descripcin de Estructura de Almacenamiento
Masivo
Discos magnticos ofrecen el grueso del almacenamiento
masivo en computadoras modernas
Un drive tpico rota de 60 a 200 veces por segundo.
Tasa de transferencia es el ritmo al cul fluyen datos
entre el dispositivo y la comptuadora.
Tiempo de posicionamiento (tiempo de acceso-
aleatorio) es el tiempo que toma mover el brazo del
disco al cilindro deseado (tiempo de bsqueda) y el
tiempo para que el sector deseado rote y quede
debajo de cabeza (latencia rotacional).
1.4 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009Operating System Concepts 8th Edition
Descripcin de Estructura de Almacenamiento
Masivo
Choque de cabeza el resultado cuando la cabeza del
disco hace contacto con la superficie del disco
Esto es muy malo.
Los discos pueden ser externos
Dispositivo conectado a la computadora via bus de E/S
Los busses varan, incluyendo EIDE(Enhanced
Integrated Drive Electronics), ATA(Advanced
Technology Attachment), SATA( Serie ATA),
USB(Universal Serial Bus), FC(Fibre Channel), SCSI
Controlador de host en la computadora utiliza el bus
para hablar con el controlador de disco o el arreglo
de discos
1.5 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009Operating System Concepts 8th Edition
Mecanismo de disco de cabeza-mvil
1.6 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009Operating System Concepts 8th Edition
Mecanismo de disco de cabeza-mvil
1.7 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009Operating System Concepts 8th Edition
Mecanismo de transferencia
1.8 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009Operating System Concepts 8th Edition
Descripcin de Estructura de Almacenamiento Masivo
Cinta magntica
Medio original de almacenamiento-secundario
Relativamente permanente y mantiene grandes cantidades
de datos
Tiempo de acceso lento
Acceso aleatorio ~1000 veces ms lento que el disco
Principalmente utilizado para respaldo, almacenamiento de
datos utilizados con poca frecuencia, medio de
transferencia entre sistemas
Se mantiene en carrete y se avanzan o retrasan sobre la
cabeza de lectura-escritura
Una vez bajo la cabeza, ritmo de transferencia comparable
al de disco
Almacenamiento tpico 20-200GB
1.9 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009Operating System Concepts 8th Edition
Estructura de disco
Los discos son referidos como grandes arreglos 1-
dimensionales de bloques lgicos, donde el bloque
lgico es la unidad mnima de transferencia.
El arreglo 1-dimensional de bloques lgicos se mapea
secuencialmente en los sectores del disco.
El sector 0 es el primer sector de la primera pista en
el cilindro ms externo.
El mapeo procede en orden a lo largo de la pista,
luego las dems pistas en el cilindro y finalmente en
el resto de los cilindros del ms externo, al ms
interno.
1.10 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009Operating System Concepts 8th Edition
Planificador de disco
El sistema operativo es responsable de utilizar el
hardware eficientemente en el caso de los discos, esto significa un tiempo de acceso rpido y un gran
ancho de banda de disco.
El tiempo de acceso tiene dos componentes
principales:
Tiempo de bsqueda es el tiempo requerido para
que el brazo del disco mueva los cabezales hacia
el cilindro que contiene el sector deseado.
Latencia rotacional es el tiempo adicional
esperando a que el disco rote y posicione el sector
deseado a la cabeza del disco.
1.11 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009Operating System Concepts 8th Edition
Planificador de disco
Minimizar tiempo de bsqueda
Tiempo de bsqueda distancia de bsqueda
El ancho de banda del disco es el nmero total de
bytes transferidos, divididos entre el tiempo total
transcurrido entre la primera solicitud de servicio y el
termino de la ltima transferencia.
1.12 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009Operating System Concepts 8th Edition
Planificador de disco
Existen distintos algoritmos para organizar el servicio de
solicitudes de E/S de disco.
Vamos a ilustrarlos, con un disco que contiene 200
ciclindros(0-199), y una cola de solicitudes:
98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67
Y la cabeza de disco inicialmente en la posicion : 53
1.13 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009Operating System Concepts 8th Edition
FCFS(primero que llega, primero en ser atendido)
La ilustracin muestra el movimiento total de la cabeza de 640 cilindros.
1.14 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009Operating System Concepts 8th Edition
SSTF(primero el tiempo mas corto de busqueda)
Selecciona la solicitud con el menor tiempo de bsqueda
desde la posicin actual de la cabeza.
SSTF es una forma de planificador SJF; puede provocar
hambruna o inanicion para algunas solicitudes.
La siguiente ilustracin muestra el movimiento total de
cabeza para 236 cilindros.
1.15 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009Operating System Concepts 8th Edition
SSTF (Cont.)
1.16 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009Operating System Concepts 8th Edition
SCAN
El brazo empieza en un extremo del disco y se mueve
hacia el otro extremo, sirviendo solicitudes hasta que
llega al otro extremo, donde se voltea el movimiento de
la cabeza y sigue sirviendo.
Algunas veces llamado algoritmo de elevador.
La ilustracin muestra el movimiento total de cabeza
para 208 cilindros.
1.17 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009Operating System Concepts 8th Edition
SCAN (Cont.)
1.18 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009Operating System Concepts 8th Edition
C-SCAN
Provee un tiempo de espera ms uniforme que SCAN.
La cabeza se mueve de un extremo del disco al otro,
sirviendo solicitudes conforme avanza. Cuando llega al
otro extremo, sin embargo, regresa al inicio del disco, sin
atender ninguna solicitud en el camino de regreso.
Trata los cilindros como una lista circular que da la vuelta
del ltimo cilindro al primero.
1.19 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009Operating System Concepts 8th Edition
C-SCAN (Cont.)
1.20 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009Operating System Concepts 8th Edition
LOOK
Versin de SCAN
El brazo slo va tan lejos como la ltima solicitud en cada direccin,
sin ir hasta el final del disco.
1.21 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009Operating System Concepts 8th Edition
C-LOOK
Versin de C-SCAN
El brazo slo va tan lejos como la ltima solicitud en cada
direccin, da reversa inmediatamente, sin antes ir hasta el final
del disco.
1.22 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009Operating System Concepts 8th Edition
Seleccionando un planificador de disco
SSTF es comn y tiene un atractivo natural y mejora el
resultado de un FCFS.
SCAN y C-SCAN ofrecen mejor rendimiento para sistemas que
imponen una carga pesada en el disco, porque es menos
probable que genere el problema de hambruna o inanicion.
El rendimiento depende en el nmero y tipo de solicitudes.
Solicitudes para servicio de disco pueden ser influenciadas por
el mtodo de asignacin de archivos.
El algoritmo de planificacin del disco debe estar escrito como
un mdulo del sistema operativo, permitiendo cambiarlo si es
necesario.
Tanto SSTF o LOOK son un algoritmo razonable para utilizar
por omisin.
1.23 Silberschatz, Galvin and Gagne 2009Operating System Concepts 8th Edition
Fin