SO 12 Planificacion de Discos

Luis Zelaya UTH

14 Jul 201316:08

Summary

TLDREl script de video de Luis Zelaya se enfoca en la importancia de los algoritmos de acceso al disco en la gestión de entrada/salida de sistemas operativos. Se destaca la necesidad de un uso eficiente del disco para una respuesta rápida a las solicitudes de acceso a datos por parte de procesos en una computadora. Para entender esto, es fundamental comprender la estructura física de un disco duro, que consta de platos, cabezas lectoras y sectores. Se discuten diferentes políticas de planificación de disco, como el orden de llegada, la búsqueda del elemento más cercano a las cabezas lectoras, el scan y el sescam, cada una con su propia eficiencia en términos de tiempo promedio de búsqueda. El análisis de estas políticas permite al sistema operativo tomar decisiones informadas para un uso óptimo del disco, mejorando el rendimiento en la lectura y escritura de datos.

Takeaways

💾 Los sistemas operativos gestionan la entrada/salida para un acceso más eficiente a los dispositivos de E/S, como discos, impresoras y unidades ópticas.
🖇 Los algoritmos de acceso a disco buscan ofrecer la mejor opción para un acceso rápido a los datos solicitados por procesos en la computadora.
🛠 La estructura física de un disco duro comprende platos, caras, pistas y sectores, que son fundamentales para entender cómo funcionan los algoritmos de acceso.
📀 Los discos duros están compuestos de múltiples platos que almacenan información magnéticamente en millones de elementos, formando bits de información.
🔍 Los cilindros son ubicaciones específicas en cada plato del disco, formados por la intersección de pistas en los mismos sectores de cada plato.
🔊 Las cabezas lectoras acceden a los datos moviendose verticalmente y horizontalmente dentro del disco para localizar y leer sectores específicos.
🔄 Las políticas de planificación de disco incluyen atender peticiones en orden de llegada, buscar el elemento más cercano a las cabezas lectoras, recorrer el disco de un lado a otro y el algoritmo SESCAM.
⏱ La política de planificación en orden de llegada puede no ser la más eficiente, ya que prioritiza la secuencia de las peticiones sobre la optimización del tiempo de búsqueda.
📉 El algoritmo de_SCAN busca atendiendo las peticiones en un rango ascendente y descendente, reduciendo el tiempo promedio de búsqueda.
📈 El algoritmo SESCAM (CSCAN) recorre el disco en una sola dirección, atendiendo las peticiones en el camino y mejorando la eficiencia en comparación con el orden de llegada.
⚙️ Un sistema operativo puede elegir la política de planificación de disco más adecuada para un uso más eficiente del disco y un acceso a datos más rápido.

Q & A

¿Qué es un algoritmo de acceso al disco y por qué es importante?
-Un algoritmo de acceso al disco es un método utilizado por los sistemas operativos para gestionar de manera eficiente las operaciones de entrada/salida para acceder a los datos almacenados en un disco de la manera más rápida posible. Es importante porque permite una mayor eficiencia en la respuesta del sistema ante las solicitudes de datos por parte de diferentes procesos.
¿Cómo están estructurados físicamente los discos duros?
-Los discos duros están estructurados como una pila de discos, donde cada disco tiene dos caras en las que se almacena información magnéticamente. Estos discos están divididos en pistas concéntricas y sectores, que son las unidades básicas de almacenamiento de datos.
¿Qué son las pistas y los sectores en un disco duro?
-Las pistas son círculos concéntricos en la superficie del disco donde se almacena la información. Los sectores son partes más pequeñas dentro de una pista, consideradas como trozos de pastel, y son donde se almacenan los bits de información.
¿Qué es un cilindro en un disco duro?
-Un cilindro es la línea vertical que va de plato a plato, o sea, la misma posición en cada uno de los discos del disco duro. Es decir, el cilindro es formado por el sector en la misma posición en todas las caras del disco.
¿Cómo funcionan las cabezas lectoras en un disco duro?
-Las cabezas lectoras son las que ubican los sectores y leen la información en el disco. Se mueven de adentro hacia afuera (o viceversa) para localizar y leer los datos almacenados en los sectores del disco.
¿Qué políticas de planificación de disco se mencionan en el script?
-Se mencionan varias políticas de planificación de disco, incluyendo la de atender en orden de llegada, buscar el elemento más cercano a las cabezas lectoras, recorrer el disco de un lado a otro, y las políticas de scan y sescam que implican recorrer el disco en una sola dirección.
¿Cómo afecta la velocidad de giro de un disco duro su eficiencia?
-La velocidad de giro de un disco duro afecta su eficiencia ya que determina la rapidez con la que las cabezas lectoras pueden acceder a los diferentes sectores del disco. Un disco que gire a una velocidad más alta permitirá un acceso a los datos más rápido en comparación con uno que gire más lento.
¿Por qué la política de scan puede ser más eficiente que la de atender en orden de llegada?
-La política de scan puede ser más eficiente porque minimiza el número de pistas que la cabeza lectora debe recorrer al acceder a los datos solicitados. En lugar de atender las solicitudes en el orden en que llegan, se priorizan las solicitudes que están más cercanas a la posición actual de la cabeza lectora, lo que reduce el tiempo total de búsqueda.
¿Cómo se calcula el tiempo promedio de búsqueda en una política de planificación de disco?
-El tiempo promedio de búsqueda se calcula sumando el número total de pistas recorridas para atender todas las solicitudes de acceso a disco y luego dividiendo ese número por el total de solicitudes de acceso.
¿Cuál es la diferencia principal entre las políticas de scan y sescam?
-La diferencia principal entre las políticas de scan y sescam es la dirección en la que se recorren las pistas. Mientras que en scan la cabeza lectora recorre las pistas en ambas direcciones (hacia arriba y luego hacia abajo), en sescam la cabeza lectora sigue una única dirección, atendiendo todas las solicitudes encontradas en el camino y luego regresando al inicio para continuar en la misma dirección.
¿Cómo se puede mejorar la eficiencia del acceso a disco en un sistema operativo?
-La eficiencia del acceso a disco en un sistema operativo se puede mejorar utilizando políticas de planificación de disco más avanzadas y eficientes, como scan o sescam, que minimizan el tiempo de búsqueda al priorizar el acceso a los datos que están más cercanos físicamente en el disco. Además, se pueden aplicar técnicas de optimización de la caché y la gestión de espacio en disco para mejorar el rendimiento general.

Outlines

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😀 Introducción a los algoritmos de acceso a disco

En el primer párrafo, Luis Zelaya presenta el tema de los algoritmos de acceso a disco, destacando su importancia en la gestión de la entrada/salida en sistemas operativos. Se menciona que estos algoritmos buscan ofrecer la mejor opción para un acceso rápido a los datos solicitados por procesos en una computadora. Además, se destaca la necesidad de entender la estructura física de un disco duro para comprender mejor cómo funcionan estos algoritmos. Se describe la composición de los discos duros, incluyendo platos, caras magnéticas, pistas, sectores y cilindros, y cómo estos elementos contribuyen a la organización y acceso a los datos almacenados.

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😉 Políticas de planificación de disco

El segundo párrafo se enfoca en las diferentes políticas de planificación de disco que pueden ser utilizadas para mejorar la eficiencia en el acceso a los datos. Se describen varias políticas, como la planificación secuencial por orden de llegada de las solicitudes, la búsqueda del elemento más cercano a las cabezas lectoras, la recorrido de un lado a otro del disco, y el método SCAN y SESCAM. Cada política tiene sus ventajas y desventajas, y se discute cómo la elección de una u otra puede afectar el tiempo promedio de búsqueda. Se utiliza un ejemplo práctico para ilustrar cómo funcionan estas políticas y cómo se podrían optimizar para reducir el tiempo de búsqueda.

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😌 Análisis de políticas de planificación de disco

En el tercer párrafo, se profundiza en el análisis de las políticas de planificación de disco, comparando la eficiencia de diferentes enfoques. Se discute la política de atendiendo primero a las solicitudes más cercanas (también conocida como 'cálculo de pistas recorridas'), y cómo esto puede reducir el tiempo promedio de búsqueda en comparación con la planificación secuencial. Se hace hincapié en la importancia de la elección de la política de planificación adecuada para maximizar la eficiencia del acceso a disco. Además, se menciona un error en un libro de referencia y se corrige para proporcionar una explicación más precisa.

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😊 Conclusión y disponibilidad para consultas

El cuarto y último párrafo concluye la discusión sobre los algoritmos de planificación de disco, resaltando que las políticas de SCAN y C-SCAN son las más eficientes para el conjunto de solicitudes de lectura a disco presentado. Se ofrece la disposición del hablante, Luis Zelaya, para responder consultas y proporcionar asistencia en los foros correspondientes y en la cátedra. Se agradece la atención y se cierra el video con un mensaje de que el hablante siempre está a disposición de los estudiantes.

Mindmap

Keywords

💡Algoritmos de acceso al disco

Los algoritmos de acceso al disco son métodos utilizados por los sistemas operativos para gestionar de manera eficiente las operaciones de entrada/salida con el fin de acceder a los datos almacenados en un disco de la forma más rápida posible. En el video, se discute cómo estos algoritmos buscan ordenar las solicitudes de procesos para minimizar el tiempo de acceso a los datos en el disco.

💡Gestión de E/S

La gestión de entrada/salida (E/S) se refiere a cómo los sistemas operativos controlan y coordinan el flujo de datos hacia y desde los dispositivos periféricos, como los discos duros. Es crucial para la eficiencia del sistema, y el video lo aborda en el contexto de la importancia de los algoritmos de acceso al disco.

💡Discos duros

Los discos duros son dispositivos de almacenamiento utilizados en computadoras para almacenar datos de forma permanente. Están compuestos por platos en los que se almacena información magnéticamente. En el video, se describe cómo la estructura física de los discos influye en cómo se implementan los algoritmos de acceso a disco.

💡Pistas y sectores

Las pistas y sectores son elementos fundamentales en la organización de datos en un disco duro. Las pistas son círculos concéntricos en las superficies del disco, y los sectores son divisiones dentro de estas pistas donde se almacena la información. El video utiliza estas concepts para explicar cómo funcionan los algoritmos de planificación de acceso a disco.

💡Cilindro

Un cilindro es una ubicación específica en un disco duro que abarca el mismo sector en cada plato del disco. Es importante para la localización de datos y es un concepto clave en la discusión de cómo los algoritmos de planificación de disco determinan el orden de acceso a los datos.

💡Planificación de disco

La planificación de disco se refiere a las diferentes políticas que un sistema operativo puede usar para decidir el orden en que se atienden las solicitudes de lectura o escritura en un disco. Estas políticas, como 'en orden de llegada' o 'SCAN', son discutidas en el video para demostrar cómo pueden afectar la eficiencia del acceso a datos.

💡Tiempo de búsqueda

El tiempo de búsqueda es la cantidad de tiempo que tarda un sistema en localizar un sector específico en un disco duro. Es un factor crítico en la eficiencia del acceso a disco y es uno de los aspectos que los algoritmos de planificación de disco buscan minimizar. El video proporciona ejemplos de cómo diferentes políticas pueden afectar este tiempo.

💡Revoluciones por minuto (RPM)

Las revoluciones por minuto (RPM) describen la velocidad a la que giran los discos duros. Esta velocidad influye en el tiempo que tardan los datos en llegar desde el disco a la cabeza lectora y es un factor a considerar en la eficiencia del algoritmo de acceso a disco, como se menciona en el video.

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💡Política de SCAN

La política de SCAN es una técnica de planificación de disco en la que la cabeza lectora recorre el disco en una dirección, atendiendo las solicitudes en el camino y luego regresando al comienzo antes de repetir el proceso en la misma dirección. El video la compara con otras políticas y muestra cómo su implementación puede reducir el tiempo promedio de búsqueda.

💡Política de SESCAM

La política de SESCAM (SCAN con movimiento en una sola dirección) es similar a la política de SCAN, pero en lugar de volver a la posición inicial y comenzar de nuevo, la cabeza lectora continúa moviendose en una sola dirección una vez que alcanza el final del disco. Esta política también se evalúa en el video en términos de su eficacia en reducir el tiempo de búsqueda.

💡Carga de disco

La carga de disco se refiere a la cantidad de trabajo que el disco duro debe manejar, generalmente en términos del número de procesos que solicitan acceso para leer o escribir datos. El manejo eficiente de esta carga es el objetivo de los algoritmos de planificación de disco, y el video discute cómo diferentes políticas pueden ayudar a optimizarla.

Highlights

Los algoritmos de acceso al disco son importantes para la gestión de entrada/salida en sistemas operativos.

Los sistemas operativos buscan un uso más eficiente del disco para dar respuestas rápidas a los procesos.

Los discos duros están compuestos de platos que almacenan información magnéticamente en pistas y sectores.

Cada plato del disco duro tiene dos caras, y los datos se almacenan en clusters formados por sectores de los mismos cilindros.

Las cabezas lectoras acceden a los datos moviendose verticalmente y horizontalmente para ubicar los sectores.

Las políticas de planificación de disco incluyen atender peticiones en orden de llegada, buscar el elemento más cercano, recorrer el disco de un lado a otro, y el algoritmo SESCAM.

Atender en orden de llegada puede no ser la política más eficiente.

Buscar el elemento más cercano a las cabezas lectoras puede reducir el tiempo de recorrido.

La política de scan recorre el disco de un lado a otro en un solo sentido, atendiendo peticiones en el camino.

La política de SESCAM también recorre en un solo sentido, pero al regresar al inicio, vuelve a buscar solicitudes en dirección ascendente.

La política de scan es más eficiente que SESCAM cuando se aplican a este conjunto de peticiones de lectura de disco.

Las políticas de planificación de disco son cruciales para hacer un uso más eficiente del disco y lograr un acceso más rápido a los datos.

El algoritmo de planificación más eficiente depende del conjunto de peticiones y puede variar.

El tiempo promedio de búsqueda se reduce al aplicar políticas de planificación de disco más adecuadas.

El movimiento de las cabezas lectoras y la rotación del disco son factores clave a considerar en las políticas de planificación.

El tamaño de los sectores, generalmente 512 bytes, afecta la ubicación y acceso a los datos en el disco.

Las políticas de planificación de disco pueden ser ajustadas dinámicamente según la carga y necesidades del sistema.