Gestion E/S

Gestión de Gestión de Entrada/Salida y Entrada/Salida y

planificación de discosplanificación de discosSistemas OperativosSistemas Operativos

Categorías Dispositivos de E/SCategorías Dispositivos de E/S Legibles por los usuariosLegibles por los usuarios

– Usados para comunicarse con los Usados para comunicarse con los usuariosusuarios

– ImpresorasImpresoras– Terminales de videoTerminales de video

PantallaPantallaTecladoTecladoRatónRatón

Categorías Dispositivos de E/SCategorías Dispositivos de E/S Legibles por la máquinaLegibles por la máquina

– Usados pra comunicarse con el equipo Usados pra comunicarse con el equipo electrónicoelectrónico

– Discos y unidades de cintaDiscos y unidades de cinta– SensoresSensores– ControladoresControladores

Categorías Dispositivos de E/SCategorías Dispositivos de E/S ComunicacionesComunicaciones

– Usados para comunicarse con Usados para comunicarse con dispositivos remotosdispositivos remotosAdaptadores de líneas digitalesAdaptadores de líneas digitalesMódemMódem

Diferencias entre Dispositivos de Diferencias entre Dispositivos de E/SE/S

Velocidad de los datos.Velocidad de los datos.

– Puede haber una diferencia de varios Puede haber una diferencia de varios órdenes de magnitud entre las órdenes de magnitud entre las velocidades de transmisión de datos.velocidades de transmisión de datos.


El uso de un dispositivo inpactará en el El uso de un dispositivo inpactará en el software y políticas de ss-oo.software y políticas de ss-oo.

Ejemplo:Ejemplo:– Discos que almacena archivos requiere software Discos que almacena archivos requiere software

de gestión de archivosde gestión de archivos– Discos usado como almacenamientode páginas Discos usado como almacenamientode páginas

de un sistema de memora virtual necesita de un sistema de memora virtual necesita hardware y software especial que le de soportehardware y software especial que le de soporte

– Un terminal usado por el administrador del Un terminal usado por el administrador del sistema puede tener diferente prioridad que un sistema puede tener diferente prioridad que un terminal de un usuario normal.terminal de un usuario normal.


Complejidad de controlComplejidad de control– Impresora necesita interfaz de control Impresora necesita interfaz de control

relativamente simple comparada con un disco.relativamente simple comparada con un disco. Unidad de transferenciaUnidad de transferencia

– Los datos pueden ser transferidos como Los datos pueden ser transferidos como flujos flujos de bytes o como caracteres (bytes) para un de bytes o como caracteres (bytes) para un terminal, impresora. O en terminal, impresora. O en bloques bloques de datos de datos para un discopara un disco

Representación de los datosRepresentación de los datos– Esquemas de codificaciónEsquemas de codificación

Condiciones de errorCondiciones de error– Los dispositivos responden a errores de forma Los dispositivos responden a errores de forma

diferentediferente

Organización de las Funciones de E/SOrganización de las Funciones de E/S

E/S ProgramadaE/S Programada– El procesos está ocupado esperando El procesos está ocupado esperando

para que se complete la operación.para que se complete la operación. E/S dirigida por interrupcionesE/S dirigida por interrupciones

– Procesador emite orden de E/SProcesador emite orden de E/S– Procesador continua ejecutando las Procesador continua ejecutando las

instruccionesinstrucciones– Módulo de E/S envía una interrupción Módulo de E/S envía una interrupción

cuando termina.cuando termina.

Organización de las Funciones de E/SOrganización de las Funciones de E/S

Acceso Directo a la Memoria(DMA)Acceso Directo a la Memoria(DMA)– Módulo DMA controla el intercambio de Módulo DMA controla el intercambio de

datos entre la memoria principal y los datos entre la memoria principal y los dispositivos de E/Sdispositivos de E/S

– Procesador es interrupido solo después Procesador es interrupido solo después de que el bloque entero ha sido de que el bloque entero ha sido transferido y el requerimiento de E/S transferido y el requerimiento de E/S terminóterminó

E/S ProgramadaE/S Programada El módulo de E/S lleva a cabo El módulo de E/S lleva a cabo

la acción no el procesadorla acción no el procesador Activará los bits apropiaos en Activará los bits apropiaos en

el registro de estado de E/Sel registro de estado de E/S No ocurren interrupcionesNo ocurren interrupciones El procesador revisa el estatus El procesador revisa el estatus

periodicamente hasta que la periodicamente hasta que la operación se completaoperación se completa

E/S dirigida por E/S dirigida por InterrupcionesInterrupciones

Procesador es Procesador es interrumpido cuando interrumpido cuando módulo de E/S está listo módulo de E/S está listo para intercambiar datospara intercambiar datos

El procesador está libre El procesador está libre para realizar otro para realizar otro trabajotrabajo

No necesita esperaNo necesita espera Consume mucho Consume mucho

tiempo de procesador tiempo de procesador porque cada palabra porque cada palabra escrita o leida pasa a escrita o leida pasa a través del procesadortravés del procesador

Transfiere un bloque de Transfiere un bloque de datos directamente datos directamente desde o hasta la desde o hasta la memoriamemoria

Se envía una Se envía una interrupción cuando la interrupción cuando la tarea se completatarea se completa

El procesador interviene El procesador interviene unicamente al inicio y unicamente al inicio y final de la transferenciafinal de la transferencia

Acceso Directo a la MemoriaAcceso Directo a la Memoria

Evolución de las Funciones de la E/SEvolución de las Funciones de la E/S

Procesador controla directamente los Procesador controla directamente los dispositivos periféricosdispositivos periféricos

Se adiciona Controlador o módulo de Se adiciona Controlador o módulo de E/SE/S– Procesador usa E/S Programada sin Procesador usa E/S Programada sin

interrupcionesinterrupciones– Procesador no necesita manejar los Procesador no necesita manejar los

detalles de dispositivos externosdetalles de dispositivos externos

Controlador o módulo de E/S con Controlador o módulo de E/S con interrupcionesinterrupciones– Procesador no desperdicia tiempo Procesador no desperdicia tiempo

esperando por una operación E/Sesperando por una operación E/S Acceso Directo a MemoriaAcceso Directo a Memoria

– Los bloques de datos son movidos dentro Los bloques de datos son movidos dentro de la memoria sin involucrar al procesadorde la memoria sin involucrar al procesador

– El procesador interviene solo al inicio y El procesador interviene solo al inicio y final de la transferenciafinal de la transferencia


Módulo de E/S separado del Módulo de E/S separado del procesadorprocesador

Procesador de E/SProcesador de E/S– Módulo de E/S tiene su propia memoria Módulo de E/S tiene su propia memoria

locallocal– Es un computador independienteEs un computador independiente


Acceso Directo a MemoriaAcceso Directo a Memoria Toma el control de el sistema desde el Toma el control de el sistema desde el

procesador para transferir datos desde y procesador para transferir datos desde y hasta la memoria usando el bus del sistemahasta la memoria usando el bus del sistema

El robo de ciclos se usan para transferir los El robo de ciclos se usan para transferir los datos en el bus del sistemadatos en el bus del sistema

El ciclo de instrucción se suspende y así los El ciclo de instrucción se suspende y así los datos pueden ser transferidosdatos pueden ser transferidos

El procesador pausa un ciclo de busEl procesador pausa un ciclo de bus No ocurren interrupcionesNo ocurren interrupciones

– No se salva el contextoNo se salva el contexto

DMADMA

DMADMA Los ciclos robados causan que el Los ciclos robados causan que el

procesador ejecute mas lentamenteprocesador ejecute mas lentamente El número de clicos de bus requeridos El número de clicos de bus requeridos

se puede acortar sustancialmente se puede acortar sustancialmente mediante la integración de las mediante la integración de las funciones de DMA y de la E/Sfunciones de DMA y de la E/S

El camino entre el módulo DMA y El camino entre el módulo DMA y módulo de E/S no incluye el bus del módulo de E/S no incluye el bus del sistemasistema

DMADMA

DMADMA

DMADMA

Aspectos de Diseño de los SOAspectos de Diseño de los SO EficienciaEficiencia

– Mayoría de dispositivos E/S son extremadamente Mayoría de dispositivos E/S son extremadamente lentos comparados con el procesadorlentos comparados con el procesador

– El uso de multiprogramación permite a algunos El uso de multiprogramación permite a algunos procesos que esperen en operaciones de E/S procesos que esperen en operaciones de E/S mientras otros procesos se ejecutanmientras otros procesos se ejecutan

– E/S no puede mantener el paso de la actividad E/S no puede mantener el paso de la actividad del procesadordel procesador

– El intercambio se usa para traer procesos El intercambio se usa para traer procesos adicionales listos y así mantener el procesador adicionales listos y así mantener el procesador ocupado.ocupado.

Aspectos de Diseño de los SOAspectos de Diseño de los SO GeneralidadGeneralidad

– Es deseable manejar todos los dispositivos Es deseable manejar todos los dispositivos de E/S de una manera uniformede E/S de una manera uniforme

– Ocultar la mayoria de detalles de los Ocultar la mayoria de detalles de los dispositivos de E/S en rutinas de menor dispositivos de E/S en rutinas de menor nivel de forma que los procesos y los nivel de forma que los procesos y los niveles superios del SO contemplen a los niveles superios del SO contemplen a los dispositivos en términos de funciones dispositivos en términos de funciones generales (lectura, escritura, abrir, cerrar, generales (lectura, escritura, abrir, cerrar, bloqueo, desbloqueo)bloqueo, desbloqueo)

Almacenamiento intermedio de E/SAlmacenamiento intermedio de E/S Razones para almacenamiento Razones para almacenamiento

intermedio:intermedio:– Procesos deben esperar a que la E/S se Procesos deben esperar a que la E/S se

complete antes de procedercomplete antes de proceder– Ciertas páginas pueden permanecer en la Ciertas páginas pueden permanecer en la

memoria principal durante la E/Smemoria principal durante la E/S

Almacenamiento intermedio de E/SAlmacenamiento intermedio de E/S

Dispositivos orientados al bloqueDispositivos orientados al bloque– La información es almacenada en bloques de La información es almacenada en bloques de

tamaño fijotamaño fijo– Las transferencias se hacen un bloque a la vezLas transferencias se hacen un bloque a la vez– Usado para discos o cintasUsado para discos o cintas

Dispositivos orientados al flujoDispositivos orientados al flujo– Se transfiere la información como una serie de bytesSe transfiere la información como una serie de bytes– Usado por terminales,impresoras, puetos de Usado por terminales,impresoras, puetos de

comunicación, ratón y la mayoria de otros comunicación, ratón y la mayoria de otros dispositivos que no son almacenamiento secundariodispositivos que no son almacenamiento secundario

PlanificaciPlanificación de Discosón de DiscosParámetros de rendimiento de discoParámetros de rendimiento de disco

Para leer o escribir, la cabeza del disco Para leer o escribir, la cabeza del disco debe posicionarse en la pista deseada y al debe posicionarse en la pista deseada y al inicio del sector deseado.inicio del sector deseado.

Tiempo de búsquedaTiempo de búsqueda– Tiempo que toma posicionar la cabeza en la Tiempo que toma posicionar la cabeza en la

pista deseada.pista deseada. Retardo de giroRetardo de giro

– Tiempo que tarda en alinearse el inicio del Tiempo que tarda en alinearse el inicio del sector apropiado con la cabeza en su rotación.sector apropiado con la cabeza en su rotación.

Media del tiempo de trasnferencia Media del tiempo de trasnferencia de E/S a discode E/S a disco

Parámetros de Rendimiento de Parámetros de Rendimiento de DiscoDisco

Tiempo de accesoTiempo de acceso– Suma de tiempo de búsqueda y tiempo Suma de tiempo de búsqueda y tiempo

de retardo de girode retardo de giro– El tiempo que toma el llegar a la El tiempo que toma el llegar a la

posición para leer o escribirposición para leer o escribir La transferencia de datos ocurre a La transferencia de datos ocurre a

medida que el sector se mueve medida que el sector se mueve debajo de la cabezadebajo de la cabeza

Tiempo de BúsquedaTiempo de Búsqueda Es el tiempo necesario para mover el brazo Es el tiempo necesario para mover el brazo

del disco hasta la pista solicitada:del disco hasta la pista solicitada:– Tiempo de arranque inicialTiempo de arranque inicial– Tiempo que tarda en recorrer las pistasTiempo que tarda en recorrer las pistas– No es función lineal de número de pistasNo es función lineal de número de pistas

Mejoras como consecuencia de Mejoras como consecuencia de componentes más pequeños (algunos años componentes más pequeños (algunos años atrás 36 cm diámetro hoy 8,9 cm) reduce la atrás 36 cm diámetro hoy 8,9 cm) reduce la distnacia que tiene que desplazarse el brazo distnacia que tiene que desplazarse el brazo

Actualmente tiempo medio de búsqueda es Actualmente tiempo medio de búsqueda es de 5 a 10 ms.de 5 a 10 ms.

Retardo de GiroRetardo de Giro Velocidad rotación de discos Velocidad rotación de discos

magnéticos de 5.400 - 7.200 - 10.000 magnéticos de 5.400 - 7.200 - 10.000 – 15.000 rpm– 15.000 rpm

10.000 rpm = 1 revolución cada 6ms10.000 rpm = 1 revolución cada 6ms Por lo tanto retardo medio de giro Por lo tanto retardo medio de giro

será de 3msserá de 3ms

Tiempo de TransferenciaTiempo de Transferencia Depende de la velocidad de rotación así:Depende de la velocidad de rotación así:

– T=b/rNT=b/rN– Donde:Donde:

T= tiempo de transferenciaT= tiempo de transferencia b = número de bytes a transferirb = número de bytes a transferir N = número de bytes por pistaN = número de bytes por pista r = velocidad de rotación en revoluciones por r = velocidad de rotación en revoluciones por

segundo.segundo. Por lo tanto el tiempo medio de acceso Por lo tanto el tiempo medio de acceso

puede expresarse:puede expresarse:Ta= Ts + 1/2r + b/rNTa= Ts + 1/2r + b/rNTs= Tiempo de búsquedaTs= Tiempo de búsqueda

Políticas de Planificación de DiscoPolíticas de Planificación de Disco

El tiempo de búsqueda es la razón El tiempo de búsqueda es la razón para las diferencias de rendimientopara las diferencias de rendimiento

Para un solo disco existirán un Para un solo disco existirán un número de peticiones de E/Snúmero de peticiones de E/S

Si requiere de selección de pistas Si requiere de selección de pistas aleatorias , el rendimiento del aleatorias , el rendimiento del sistema de E/S será muy pobresistema de E/S será muy pobre

Políticas de Planificación de DiscosPolíticas de Planificación de Discos

Primero en entrar, primero en Primero en entrar, primero en salir(FIFO) salir(FIFO) – Los elementos se procesan de la cola en Los elementos se procesan de la cola en

orden secuencialorden secuencial– Justa para todos los procesosJusta para todos los procesos– El rendimiento de esta técnica se parece El rendimiento de esta técnica se parece

al de la planificación aleatoria si hay al de la planificación aleatoria si hay muchos procesos compitiendo por el muchos procesos compitiendo por el discodisco


PrioridadPrioridad– La meta no es optimizar el uso del disco La meta no es optimizar el uso del disco

sino otros objetivos del SOsino otros objetivos del SO– Los trabajos por lotes cortos pueden Los trabajos por lotes cortos pueden

tener prioridad más alta.tener prioridad más alta.– Provee un buen tiempo de respuesta Provee un buen tiempo de respuesta

interactivointeractivo


Ultimo en entrar, primero en salirUltimo en entrar, primero en salir– Bueno para los sistemas de procesos Bueno para los sistemas de procesos

por transaccionespor transaccionesEl dispositivo es entregado al mas reciente El dispositivo es entregado al mas reciente

usuario asi debería existir un pequeño usuario asi debería existir un pequeño movimiento de brazo.movimiento de brazo.

– Posibilidad de inanición ya que el disco Posibilidad de inanición ya que el disco puede estar ocupado con una carga de puede estar ocupado con una carga de trabajo larga.trabajo larga.


Primero el tiempo de servicio más Primero el tiempo de servicio más cortocorto– Elige la solicitud de E/S a disco que Elige la solicitud de E/S a disco que

requiera el menor movimiento del brazo requiera el menor movimiento del brazo del disco desde su posición actual.del disco desde su posición actual.

– Siempre elige procurando el mínimo Siempre elige procurando el mínimo tiempo de búsquedatiempo de búsqueda


SCANSCAN– El brazo se mueve en una dirección El brazo se mueve en una dirección

solamente, resolviendo todas las solamente, resolviendo todas las solicitudes pendientes de su ruta hasta solicitudes pendientes de su ruta hasta alcanzar la última pista o hasta que no alcanzar la última pista o hasta que no haya mas solicitudes en esa dirección.haya mas solicitudes en esa dirección.

– Se cambia la dirección de servicio y Se cambia la dirección de servicio y sigue el rastreo en sentido opuestosigue el rastreo en sentido opuesto

Políticas de Planifiación de DiscoPolíticas de Planifiación de Disco

C-SCANC-SCAN– Restringe la búsquea a una dirección Restringe la búsquea a una dirección

unicamenteunicamente– Cuando se ha alcanzado la última pista Cuando se ha alcanzado la última pista

en una dirección, el brazo se regresa al en una dirección, el brazo se regresa al extremo opuesto del disco y comienza el extremo opuesto del disco y comienza el rastreo otra vezrastreo otra vez


SCAN de N-pasosSCAN de N-pasos– Segmenta la cola de peticiones de disco en Segmenta la cola de peticiones de disco en

subcolas de logitud Nsubcolas de logitud N– Las subcolas se procesan una a la vez usando Las subcolas se procesan una a la vez usando

SCANSCAN– Las nuevas peticiones se añaden a las otras Las nuevas peticiones se añaden a las otras

colas mientras se procesa una colacolas mientras se procesa una cola FSCANFSCAN

– Dos colasDos colas– Una cola está vacía para las nuevas peticionesUna cola está vacía para las nuevas peticiones

Algoritmos de Planificación de DiscoAlgoritmos de Planificación de DiscoSelección en función del demandanteSelección en función del demandante

RSSRSS Planificación aleatoriaPlanificación aleatoria Para análisis y simulaciónPara análisis y simulación

FIFOFIFO Primero en entrar, primero en salirPrimero en entrar, primero en salir El más justo de todosEl más justo de todos

PRIPRI Prioridad del procesoPrioridad del proceso El control se lleva fuera de El control se lleva fuera de la gestión de la cola del la gestión de la cola del discodisco

LIFOLIFO Ultimo en entrar primero en salirUltimo en entrar primero en salir Maximiza el uso de Maximiza el uso de recursos y cercaníarecursos y cercanía

Selección en función del elemento solicitadoSelección en función del elemento solicitadoSSTFSSTF Primero el más cortoPrimero el más corto Gran aprovechamiento y Gran aprovechamiento y

colas pequeñascolas pequeñasSCANSCAN Recorre el disco de un lado al otroRecorre el disco de un lado al otro Mejor distribución del Mejor distribución del

servicioservicioC-SCANC-SCAN Recorre el disco en un solo sentidoRecorre el disco en un solo sentido Menor variabilidad en el Menor variabilidad en el

servicioservicioSCAN N-pasosSCAN N-pasos SCAN de n registros a la vezSCAN de n registros a la vez Garantía de servicioGarantía de servicio

FSCANFSCAN SCAN de N pasos, con N = longitud SCAN de N pasos, con N = longitud de la cola al comienzo del ciclo SCANde la cola al comienzo del ciclo SCAN

Sensible a la cargaSensible a la carga

RAID (Redundant Array of RAID (Redundant Array of Independent Disk)Independent Disk)

Obtener ganancias en rendimiento Obtener ganancias en rendimiento usando varios componentes en paralelousando varios componentes en paralelo

Desarrollo de vectores de disco que Desarrollo de vectores de disco que operan independientemente y en operan independientemente y en paraleloparalelo

Con múltiples discos, solicitudes de E/S Con múltiples discos, solicitudes de E/S pueden gestionarse en paralelo si pueden gestionarse en paralelo si bloque de datos está distribuido en bloque de datos está distribuido en múltiples discosmúltiples discos

RAIDRAID El esquema RAID consta de 7 niveles (0-6) y El esquema RAID consta de 7 niveles (0-6) y

comparten 3 características comunes:comparten 3 características comunes:1.1. RAID es conjunto de unidades de disco RAID es conjunto de unidades de disco

físico vistas por SO como una sola unidad físico vistas por SO como una sola unidad lógicalógica

2.2. Los datos están distribuidos a través de Los datos están distribuidos a través de las unidades físicas del vectorlas unidades físicas del vector

3.3. La capacidad del disco redundante se La capacidad del disco redundante se utiliza para almacenar información de utiliza para almacenar información de paridad, que garantiza recuperabilidad de paridad, que garantiza recuperabilidad de datos en caso de fallo de disco (excepto datos en caso de fallo de disco (excepto RAID 0)RAID 0)

RAIDRAID Estrategia: Estrategia:

– Reemplaza unidades de disco de gran Reemplaza unidades de disco de gran capacidad por múltiples unidades de capacidad por múltiples unidades de menor capacidadmenor capacidad

– Distribuye datos de forma que permite Distribuye datos de forma que permite acceso simultáneos a datos desde acceso simultáneos a datos desde múltiples discos mejorando rendimiento.múltiples discos mejorando rendimiento.

Esto permite fácilmente crecimiento Esto permite fácilmente crecimiento incremental de la capacidadincremental de la capacidad

RAIDRAID El uso de múltiples dispositivos El uso de múltiples dispositivos

incrementa la probabilidad de falloincrementa la probabilidad de fallo RAID hace uso de información de RAID hace uso de información de

paridad almacenada que permite paridad almacenada que permite recuperación de datos perdidos como recuperación de datos perdidos como consecuencia de fallo de discoconsecuencia de fallo de disco

RAID 0RAID 0 No incluye redundanciaNo incluye redundancia Existen entornos en los que el rendimiento Existen entornos en los que el rendimiento

y la capacidad son preocupaciones y la capacidad son preocupaciones principales y el bajo coste es más principales y el bajo coste es más importante que mejorar fiabilidadimportante que mejorar fiabilidad

Usuario y datos del sistema distribuidos a Usuario y datos del sistema distribuidos a lo largo de todo vector de discos.lo largo de todo vector de discos.

Ventaja:Ventaja:– Buena posibilidad de que solicitudes de E/S Buena posibilidad de que solicitudes de E/S

pendientes sean a diferentes discos y se puede pendientes sean a diferentes discos y se puede realizar en paralelo las solicitudes, reduciendo realizar en paralelo las solicitudes, reduciendo el tiempo en cola de E/Sel tiempo en cola de E/S

RAID 0RAID 0 Usuarios y datos de sistema se ven como si Usuarios y datos de sistema se ven como si

estuviesen almacenados en disco lógico.estuviesen almacenados en disco lógico.

Disco dividido en bandas (strip), pueden ser Disco dividido en bandas (strip), pueden ser bloques físicos, sectores, etc.bloques físicos, sectores, etc.

Se asignan bandas en turno rotatorio a miembros Se asignan bandas en turno rotatorio a miembros consecutivos de vectorconsecutivos de vector

Franja : Conjunto de bandas consecutivas Franja : Conjunto de bandas consecutivas lógicamente que se corresponden con banda de lógicamente que se corresponden con banda de miembro del vectormiembro del vector

RAID 0 (no-redundante)RAID 0 (no-redundante)

RAID 1RAID 1 Se consigue redundancia a través de Se consigue redundancia a través de

duplicación de datos duplicación de datos Cada disco del vector tiene un (disco Cada disco del vector tiene un (disco

espejo que contiene los mismos espejo que contiene los mismos datos.datos.

Aspectos positivos:Aspectos positivos:– Solicitud de lectura puede servirse Solicitud de lectura puede servirse

desde cualquiera de dos discos que desde cualquiera de dos discos que contienen datos solicitados y tiene contienen datos solicitados y tiene menor tiempo búsqueda + retardo de menor tiempo búsqueda + retardo de girogiro

RAID 1RAID 1– Escritura requiere actualización de Escritura requiere actualización de

bandas correspondientes a ambos discos bandas correspondientes a ambos discos y esto puede hacerse en paraleloy esto puede hacerse en paralelo

– Recuperación de fallos es sencilla, al fallar Recuperación de fallos es sencilla, al fallar datos están accesibles en segunda unidaddatos están accesibles en segunda unidad

Desventaja:Desventaja:– Coste: requiere dos veces espacio de Coste: requiere dos veces espacio de

disco del disco lógico que soportadisco del disco lógico que soporta– Debería limitarse a unidades de Debería limitarse a unidades de

almacenamiento con información críticaalmacenamiento con información crítica

RAID 1 (copia espejo)RAID 1 (copia espejo)

Arreglo nro 1 Arreglo nro 2.

RAID 2RAID 2 Utiliza técnica de acceso en paralelo (todos los Utiliza técnica de acceso en paralelo (todos los

discos participan en ejecución de solicitud de E/S)discos participan en ejecución de solicitud de E/S)

Usa división de datos. Las bandas son muy Usa división de datos. Las bandas son muy pequeñas (byte o palabra)pequeñas (byte o palabra)

Calcula código de corrección de errores a lo largo Calcula código de corrección de errores a lo largo de bits correspondientes sobe cada disco de de bits correspondientes sobe cada disco de datos, almacena bits de código sobre discos de datos, almacena bits de código sobre discos de paridad múltiple (normalmente código de paridad múltiple (normalmente código de Hamming: corregir errores de 1 bit y detectar Hamming: corregir errores de 1 bit y detectar errores de 2 bits)errores de 2 bits)

RAID 2RAID 2 Coste es todavía algo altoCoste es todavía algo alto Número de discos redundantes es Número de discos redundantes es

proporcional al log(# discos datos)proporcional al log(# discos datos) En una lectura se accede a todos los En una lectura se accede a todos los

discos simultáneamentediscos simultáneamente Sería elección eficiente en entorno Sería elección eficiente en entorno

donde se produjeran muchos errores de donde se produjeran muchos errores de discodisco

No se implementa dada la fiabilidad de No se implementa dada la fiabilidad de los discos y unidades de disco.los discos y unidades de disco.

RAID 2 (redundancia por código RAID 2 (redundancia por código Hamming)Hamming)

RAID 3RAID 3 Requiere un solo disco redundante sin Requiere un solo disco redundante sin

importar el tamaño del vector de discosimportar el tamaño del vector de discos Emplea acceso en paraleloEmplea acceso en paralelo Los datos se distribuyen en pequeñas Los datos se distribuyen en pequeñas

bandasbandas Se calcula un solo bit de paridad para Se calcula un solo bit de paridad para

conjunto de bits en la misma posición conjunto de bits en la misma posición de todos los discos de datosde todos los discos de datos

RAID 3 (paridad por intercalación RAID 3 (paridad por intercalación de bist)de bist)

RAID 4RAID 4 Usa técnica de acceso independienteUsa técnica de acceso independiente Utiliza división de datosUtiliza división de datos Las bandas son relativamente grandesLas bandas son relativamente grandes Se calcula una banda de paridad bit a Se calcula una banda de paridad bit a

bit a lo largo de cada banda bit a lo largo de cada banda correspondiente en los discos de datos correspondiente en los discos de datos y se almacena en la banda y se almacena en la banda correspondiente de disco de paridadcorrespondiente de disco de paridad

RAID 4RAID 4 Cada operación de escritura debe Cada operación de escritura debe

implicar al disco de paridad por lo implicar al disco de paridad por lo que puede convertirse en cuello de que puede convertirse en cuello de botellabotella

RAID 4 (paridad por intercalación RAID 4 (paridad por intercalación de bloques)de bloques)

RAID 5RAID 5 Similar a RAID 4, pero las bandas de Similar a RAID 4, pero las bandas de

paridad se distribuyen a través de paridad se distribuyen a través de todos los discos.todos los discos.

Normalmente con esquema de turno Normalmente con esquema de turno rotatoriorotatorio

Evita potencial cuello de botella en la Evita potencial cuello de botella en la E/S de RAID 4 que tiene un solo E/S de RAID 4 que tiene un solo disco de paridaddisco de paridad

RAID 5 (paridad por intercalación RAID 5 (paridad por intercalación distribuida de bloques)distribuida de bloques)

RAID 6RAID 6 Realiza dos cálculos distintos de paridadRealiza dos cálculos distintos de paridad Se almacenan en bloques independientes de Se almacenan en bloques independientes de

diferentes discosdiferentes discos Dos algoritmos diferentes para control de datos:Dos algoritmos diferentes para control de datos:

– OR-exclusivo (RAID 4 y RAID 5)OR-exclusivo (RAID 4 y RAID 5)– Algoritmo independiente de control de datosAlgoritmo independiente de control de datos

Hace posible la regeneración de datos incluso si Hace posible la regeneración de datos incluso si falla disco con datos de usuariofalla disco con datos de usuario

Ofrece disponibilidad de datos extremadamente Ofrece disponibilidad de datos extremadamente altaalta

Sufre penalización en escritura porque cada Sufre penalización en escritura porque cada escritura afecta a dos bloques de paridadescritura afecta a dos bloques de paridad

RAID 6 (paridad por intercalación RAID 6 (paridad por intercalación doblemente distribuida de bloques)doblemente distribuida de bloques)

Caché de DiscoCaché de Disco Memoria interemedia situada en la Memoria interemedia situada en la

memoria principal para los sectores memoria principal para los sectores del discodel disco

Contiene una copia de algunos Contiene una copia de algunos sectores del discosectores del disco

Estrategia de reemplazoEstrategia de reemplazoUsado Menos FrecuentementeUsado Menos Frecuentemente

Se sustituye el bloque que ha permanecido sin Se sustituye el bloque que ha permanecido sin referencias más tiempo en la memoria cachereferencias más tiempo en la memoria cache

La cache está formada por una pila de bloquesLa cache está formada por una pila de bloques

El bloque referenciado más recientemente se El bloque referenciado más recientemente se encuentra en la cima de la pilaencuentra en la cima de la pila

Cuando se referencia un bloque o se trae a la Cuando se referencia un bloque o se trae a la cache, este se pone en la cima de la pilacache, este se pone en la cima de la pila

Usado Menos FrecuentementeUsado Menos Frecuentemente El bloque que está en el fondo de la El bloque que está en el fondo de la

pila se remueve cuando se trae un pila se remueve cuando se trae un nuevo bloque de la memoria nuevo bloque de la memoria secundariasecundaria

No es necesario mover los bloques No es necesario mover los bloques por la memoria principalpor la memoria principal

Se usa una pila de punterosSe usa una pila de punteros

Usado Menos FrecuentementeUsado Menos Frecuentemente El bloque que ha experimentado la menor El bloque que ha experimentado la menor

cantidad de refencias es reemplazado.cantidad de refencias es reemplazado. Se asocia un contador a cada bloqueSe asocia un contador a cada bloque Se incrementa el contardo cada vez que se Se incrementa el contardo cada vez que se

accesa nal bloqueaccesa nal bloque El bloque con el contador más pequeño se El bloque con el contador más pequeño se

selecciona para reemplazarloselecciona para reemplazarlo Algunos bloques pueden ser referenciados Algunos bloques pueden ser referenciados

muchas veces en un período corto de muchas veces en un período corto de tiempo y luego no necesitarse nunca más.tiempo y luego no necesitarse nunca más.

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