La memoria real o
principal es en donde son ejecutados los programas y procesos de una
computadora y es el espacio real que existe en memoria para que se ejecuten los
procesos. Por lo general esta memoria es de mayor costo que la memoria
secundaria, pero el acceso a la información contenida en ella es de más rápido
acceso. Solo la memoria cache es más rápida que la principal, pero su costo es
a su vez mayor.
1.2.2.- Administración de
la memoria con mapas de bits
Este tipo de
administración divide la memoria en unidades de asignación, las cuales pueden
ser tan pequeñas como unas cuantas palabras o tan grandes como varios
kilobytes. A cada unidad de asignación le corresponde un bit en el mapa de
bits, el cual toma el valor de 0 si la unidad está libre y 1 si está ocupada (o
viceversa). La figura 6 muestra una parte de la memoria y su correspondiente
mapa de bits.
1.2.3.- Administración de
la memoria con listas ligadas
Otra forma de mantener un
registro de la memoria es mediante una lista ligada de los segmentos de memoria
asignados o libres, en donde un segmento puede ser un proceso o un hueco entre
dos procesos. La memoria de la figura 7(a) está mostrada como una lista ligada
de segmentos en la figura 7(b). Cada entrada de la lista especifica un hueco
(H) o un proceso (P), la dirección donde comienza, su longitud y un apuntador a
la siguiente entrada.
1.2.4.- Asignación del
hueco de intercambio
En algunos sistemas,
cuando el proceso se encuentra en la memoria, no hay un hueco en el disco
asignado a él. Cuando deba intercambiarse, se deberá asignar un hueco para él
en el área de intercambio del disco. Los algoritmos para la administración del
hueco de intercambio son los mismos que se utilizan para la administración de
la memoria principal.
En otros sistemas, al
caerse un proceso, se le asigna un hueco de intercambio en el disco. Cuando el
proceso sea intercambiado, siempre pasará al hueco asignado, en vez de ir a
otro lugar cada vez. Cuando el proceso concluya, se libera el hueco de
intercambio. La única diferencia es que el hueco en disco necesario para un
proceso debe representarse como un número entero de bloques del disco. Por
ejemplo, un proceso de 13.5 K debe utilizar 14K (usando bloques de 1K).1.2.5.- Administracion de almacenamiento
Si hay una cosa que toma la mayor parte del
día de un administrador de sistemas, esto es la administración del
almacenamiento. Pareciera que los discos nunca tienen espacio suficiente, que
se sobrecargan con actividad de E/S o que fallan repentinamente. Por eso es
vital tener un conocimiento práctico sólido del almacenamiento en disco para
poder ser un administrador de sistemas exitoso.
Una vista general del hardware de almacenamiento
Antes de administrar el almacenamiento, primero es
necesario entender el hardware en el que están almacenados los datos. A menos
que posea un algún conocimiento sobre la operación de los dispositivos de
almacenamiento masivo, quizás se encuentre en una situación donde tenga un
problema relacionado al almacenamiento pero le falte el conocimiento de fondo
para si quiera entender lo que ve. Al tener un entendimiento sobre la forma en
que opera el hardware subyacente, podrá más fácilmente determinar si el
subsistema de almacenamiento de su computador está funcionando correctamente.
La gran mayoría de los dispositivos de
almacenamiento masivo utilizan alguna forma de media de rotación y soportan el
acceso aleatorio de los datos en esa media. Esto significa que los componentes
siguientes están presentes en alguna forma dentro de casi todos los
dispositivos de almacenamiento masivo:
·
Plato del disco
·
Dispositivo de lectura/escritura de
datos
·
Brazos de acceso
Las secciones siguientes exploran con más detalles
cada uno de estos componentes.
Platos de discos
La media rotativa utilizada por casi todos los
dispositivos de almacenamiento masivo están en la forma de uno o más platos
planos y de forma circular. El plato puede estar compuesto de cualquier número
de materiales diferentes, tales como aluminio, vidrio y policarbonatos.
La superficie de cada plato se trata de forma que
permita el almacenamiento de datos. La naturaleza exacta del tratamiento va a
depender de la tecnología de almacenamiento de datos utilizada. La tecnología
de almacenamiento de datos más común está basada en la propiedad de magnetismo;
en estos casos los platos se cubren con un compuesto que presenta buenas
características magnéticas.
Otra tecnología de almacenamiento de datos común
está basada en principios ópticos; en estos casos, los platos se cubren con
materiales cuyas propiedades ópticas pueden ser modificadas, y en consecuencia,
permitiendo almacenar datos ópticamente[1].
Sin importar la tecnología de almacenamiento
utilizada, los platos del disco se giran, causando que su superficie completa
barra más allá de otro componente - el dispositivo de lectura/escritura.
Dispositivo de lectura/escritura de datos
El dispositivo de lectura/escritura es el componente
que toma los bits y bytes en los que opera un sistema computacional y los
convierte en las variaciones magnéticas u ópticas necesarias para interactuar
con los materiales que cubren la superficie de los platos de discos.
Algunas veces las condiciones bajo las cuales estos
dispositivos deben operar son difíciles. Por ejemplo, en un almacenamiento
masivo basado en magnetismo, los dispositivos de lectura/escritura (conocidos
como cabezales), deben estar muy cerca de la superficie del plato. Sin embargo,
si el cabezal y la superficie del plato del disco se tocan, la fricción
resultante provocaría un daño severo tanto al cabezal como al plato. Por lo
tanto, las superficies tanto del cabezal como del plato son pulidas
cuidadosamente y el cabezal utiliza aire a presión desarrollado por los platos
que giran para flotar sobre la superficie del plato, “flotando” a una altitud
no menor que el grueso de un cabello humano. Por eso es que las unidades de
discos magnéticos son muy sensibles a choques, cambios drásticos de
temperaturas y a la contaminación del aire.
Los retos que enfrentan los cabezales ópticos son de
alguna manera diferentes de aquellos para los cabezales magnéticos - aquí, el
ensamblado de la cabeza debe permanecer a una distancia relativamente constante
de la superficie del plato. De lo contrario, los lentes utilizados para
enfocarse sobre el plato no producen una imagen lo suficientemente definida.
En cualquier caso, las cabezas utilizan una cantidad
muy pequeña del área de superficie del plato para el almacenamiento de datos. A
medida que el plato gira por debajo de las cabezas, esta área de superficie
toma la forma de una línea circular muy delgada.
Si es así como los dispositivos de almacenamiento
masivo funcionan, significa que más del 99% de la superficie del plato se
desperdiciaría. Se pueden montar cabezas adicionales sobre el plato, pero para
utilizar completamente el área de superficie del plato se necesitan más de mil
cabezales. Lo que se requiere es algún método de mover los cabezales sobre la
superficie del plato.
Brazos de acceso
Utilizando una cabeza conectada a un brazo que sea
capaz de barrer sobre la superficie completa del plato, es posible utilizar
completamente el plato para el almacenamiento de datos. Sin embargo, el brazo
de acceso debe ser capaz de dos cosas:
·
Moverse rápidamente
·
Moverse con gran precisión
El brazo de acceso se debe mover lo más rápido
posible, pues el tiempo que se pierde moviendo el cabezal desde una posición a
la otra es tiempo perdido. Esto se debe a que no se pueden leer o escribir
datos hasta que el brazo se detenga
El brazo de acceso debe ser capaz de moverse con
gran precisión porque, como se mencionó anteriormente, el área de superficie
utilizada por los cabezales es muy pequeña. Por lo tanto, para usar
eficientemente la capacidad de almacenamiento del plato, es necesario mover las
cabezas solamente lo suficiente para asegurar que cualquier datos escrito en la
nueva posición no sobrescribe los datos escritos en la posición previa. Esto
tiene el efecto de dividir conceptualmente la superficie del plato en miles o
más aros concéntricos o pistas. El movimiento del brazo de acceso desde una
pista a la siguiente a menudo se conoce como búsqueda y el tiempo que toma el
brazo de acceso para moverse de una pista a otra se le conoce como tiempo de
búsqueda.
Cuando existen múltiples
platos (o un plato que con ambas superficies utilizadas para almacenamiento de
datos), se apilan los brazos para cada superficie, permitiendo que se pueda
acceder a la misma pista en cada superficie simultáneamente. Si se pueden
visualizar las pistas para cada superficie con el acceso estacionario sobre una
pista dada, aparecerán como que están apiladas una sobre la otra, haciendo una
forma cilíndrica; por tanto, el conjunto de pistas accesibles en una posición
dada de los brazos de acceso se conocen como cilindro.
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