Resumen Almacenamiento secundario PDF

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Almacenamiento secundario: Cuando un archivo se almacena en memoria secundaria (en el disco magnético, por ejemplo), significa que está formado por un conjunto de bloques, los cuales pueden ser llevados a la memoria principal mediante una petición de lectura/escritura. Cuando se almacena un programa el sistema operativo debe suministrarle bloques para almacenarlo. Para poder realizar esta tarea, es también conocer la cantidad de espacio libre que existe en disco:

Asignación de espacio a archivos: Es posible asignar a un archivo espacio en almacenamiento secundario en forma dinámica o mediante preasignación. Preasignacion: consiste en asignar el espacio que va a requerir la aplicación, la desventaja es que en muchas aplicaciones no es fácil de estimar el espacio libre, y muy probablemente se asigne espacio de más, el cual es desperdiciado.

Dinámica: va otorgando espacio a medida que la aplicación lo necesita. Hay que tener en cuenta el tamaño de la porción. Una porción puede ser tan grande como el mismo archivo o tan pequeña como el tamaño de un bloque. Asignar de forma contigua mejora el rendimiento. Utilizar muchas porciones pequeñas incrementa la carga para la gestión (procesador). Si las porciones son de tamaño fijo y pequeñas, se simplifica la reasignación.

Las opciones se acotan a dos: mejor rendimiento (porciones variables, grandes y contiguas) y mayor flexibilidad (pequeñas porciones fijas). Existen tres métodos para asignar espacio a los archivos ● Asignación contigua ● Asignación encadenada ● Asignación indexada Asignación contigua: requiere que cada archivo utilice bloques contiguos en almacenamiento secundario. Esto permite menos latencia por parte del disco, ya que los bloques se ubican en sectores contiguos de una misma pista, o solo es necesario moverse de una pista a la siguiente. El método soporta acceso tanto secuencial como directo. Su gran desventaja es la fragmentación externa, por lo que debe realizarse una compactación cada cierta cantidad de tiempo para permitir que los archivos encuentren suficiente espacio libre para asignar.

Antes de la compactación:

Después de la compactación:

Asignación encadenada: Este método resuelve los inconvenientes de la asignación contigua, ya que un archivo es ahora un listado de enlaces a bloques del disco que pueden estar en cualquier ubicación. Cada bloque hace referencia al siguiente bloque, mientras que la tabla de asignación solo requiere del bloque inicial y su longitud. De esta forma, la fragmentación externa no existe, ya que es posible asignar cualquier bloque libre en cualquier lugar del disco. La desventaja de usar bloques no contiguos es que, si se requiere leer bloques que se encuentran en diferentes sectores del disco, el rendimiento decrece debido a la latencia rotacional y al tiempo de búsqueda, características de funcionamiento de un disco magnético. Para mejorar el bajo rendimiento, es posible, al igual que en el método anterior, realizar la consolidación cada cierto tiempo. Antes de la compactación:

Después de la compactación:

Asignación indexada: Cada archivo tiene su propio índice de bloques en una estructura similar a la de paginación de memoria. Un archivo nuevo tendrá todos sus punteros nulos, pero cuando se utiliza el primer bloque se obtiene su ubicación, y esta se coloca como puntero. Este método no produce fragmentación externa, como la asignación continua, y mejora la proximidad sobre la asignación encadenada. Estas ventajas hacen que este método sea el más utilizado.

Métodos de asignar espacio libre en almacenamiento secundario: Existen diferentes métodos con ventajas y desventajas:

Mapa de bits o vector de bits: Cada bloque de un disco se representa con un bit. Si el bit está en 0, significa que el bloque está libre mientras que un 1 indica que está ocupado. Solo debe recorrerse el vector en busca de bits cero. La desventaja requiere en la memoria para funcionar. El espacio es proporcional al tamaño del disco y depende también del tamaño de bloques que se emplee. Mientras más grande sea el disco, más espacio se requiere en la memoria principal para su funcionamiento. Colocar el mapa de bits en la memoria secundaria no ofrece un buen rendimiento.

Lista de bloques libres: se forma un listado con números de bloques asignados

secuencialmente. Como el tamaño del listado es muy grande, siempre se almacena en el mismo disco. Para mejorar el rendimiento, algunos bloques libres se pueden almacenar en la memoria principal. A medida que se van utilizando, la lista se actualiza. De esta forma, siempre habrá una cierta cantidad de bloques libres en la memoria principal.

Lista enlazada: Este método emplea enlaces entre bloques. En la memoria caché se mantiene un bloque libre, el cual tiene un puntero al siguiente bloque libre. Este último apuntará al siguiente, y así sucesivamente. Si bien la eficiencia de este método no es buena, ya que se requiere leer los bloques para encontrar más bloques libres, es útil cuando solo se necesita un bloque, ya que este se encuentra en caché....