3.1.1 Administración de
almacenamiento
3.1.2 Jerarquia
3.1.3 Estrategias
de administración de almacenamiento
3.1.4 Administración contigua vs no contigua
3.1.5 Multiprogramación de partición fija, variable y con intercambio de
almacenamiento
ORGANIZACIÓN Y ADMINISTRACION DE ALMACENAMIENTO
Organización de almacenamiento
Históricamente el almacenamiento principal se ha considerado como un recurso costoso, por lo cual su utilización debía optimizarse.
Por la organización del almacenamiento se entiende la manera de considerar este almacenamiento:
¿Se coloca como un solo programa de usuario de varios?
Si se encuentran varios programas de usuario:
¿Se concede a cada uno la misma cantidad de espacio o se divide el almacenamiento en porciones o “particiones” de diferente tamaño?
¿Se utilizará un esquema rígido de número y tamaño de particiones o un esquema dinámico y adaptable?
¿Se requerirá que los trabajos de los usuarios sean diseñados para funcionar en una partición específica o se permitirá que se ejecuten en cualquiera donde quepan?
¿Se requerirá o no de cada trabajo sea colocado en un bloqueo contiguo de memoria?
Administración de almacenamiento
Independientemente del esquema de organización hay que decidir las estrategias que se utilizaran para optimizar el rendimiento.
Las “estrategias de
administración” deben considerar:
¿Cuando se consigue un nuevo programa para colocar en la memoria?
¿Cuando el sistema lo pide específicamente o se intenta anticiparse a las peticiones?
¿Donde se colocara el programa que se ejecutara a continuación?
¿Se priorizar el tiempo de carga o la optimización en el uso del almacenamiento?
¿Con que criterio se desplazaran programas?
Jerarquía de almacenamiento
Los programas y datos que no son necesarios de inmediato pueden mantenerse en el almacenamiento secundario.
El almacenamiento principal es mas costoso y menor que el secundario pero de acceso mas rápido.
Los sistemas con varios niveles de almacenamiento requieren destinar recursos para administrar el movimiento de programas y datos entre niveles.
Un nivel adicional es el “caché” o memoria de alta velocidad, que posee las siguientes características:
Es más rápida y costosa que la memoria principal.
Impone el sistema un nivel más de traspaso.
Los programas son traspasados de la memoria principal cachea antes de su ejecución.
Los programas en la memoria caché ejecutan muchos mas rápido que en la memoria principal
Al utilizar memoria caché se espera que:
La sobrecarga que supone el traspaso de programas de un nivel de memoria a otro mucho menor que la mejora en el rendimiento obtenida por la posibilidad de una ejecución mucho mas rápida en la caché.
ESTRATEGIAS DE ADMINISTRACIÓN DE MEMORIA
Estrategias de administración de almacenamiento
Están dirigidas en la obtención del mejor uso posible del recurso del almacenamiento principal.
Se dividen en las siguientes categorías:
Estrategias de búsqueda
Estrategias de búsqueda por demanda
Estrategia de búsqueda anticipada
Estrategia de colocación
Estrategias de reposición
Las estrategias del almacenamiento se ajustan para obtener el mejor aprovechamiento posible del recurso de almacenamiento principal. Las estrategias de la administración del almacenamiento se dividen en 4 en las siguientes categorías:
Estrategias de obtención
a) Estrategias de obtención por demanda
b) Estrategias de obtención por anticipado
Estrategia de colocación
Estrategias de reemplazo
ASIGNACION DE ALMACENAMIENTO CONTIGUO Y NO CONTIGUO
Una asignación de almacenamiento contiguo es que cada programa tenía que ocupar un único bloque contiguo de localidad de memoria. En la asignación de almacenamiento no contiguo un programa se divide e varios bloques o segmentos que se pueden colocar en el almacenamiento principal en fragmentos que no necesitan ser adyacentes o permanecer relativamente cerca.
ASIGNACIÓN DE ALMACENAMIENTO CONTIGUO PARA U USUARIO ÚNICO.
Los primeros sistemas de cómputo permitían que solo una persona a la vez utilizara la máquina. Todos los recursos estaban a disposición del usuario y se les asignaba una máquina por un tiempo determinado, en el cual cada usuario escribía todo un código necesario para realizar un aplicación específica, incluyendo as detalladas instrucciones de E/S a nivel de la maquina. El código de E/S requerido para realizar las funciones básicas se consolido en un sistema de control de E/S.
PROTECCIÓN EN LOS SISTEMAS DE USUARIO ÚNICO
Los sistemas de asignación de almacenamiento contiguo para un solo usuario, ya que este último pone un control absoluto sobre todo el almacenamiento principal. La memoria se divide en tres partes, en una de ellas residen las rutinas del S.O., en otra residen los programas del usuario y la ultima no es utilizada. La protección se realiza con un registro de límites único integrado en la CPU. El registro de imites contiene la dirección mas alta utilizada por el S.O. si el usuario intenta entrar en el S.O., se intercepta la instrucción y el trabajo termina con un mensaje de error apropiado.
MULTIPROGRAMACIÓN DE PARTICIÓN FIJA, PARTICIÓN VARIABLE CON INTERCAMBIO DE ALMACENAMIENTO.
MULTIPROGRAMACIÓN CON PARTICIONES FIJAS
El sistema de multiprogramación en los cuales varios usuarios compiten al mismo tiempo por los recursos del sistema. El trabajo está esperando la terminación de una operación E/S cederá la CPU a otro trabajo que este listo para realizar cálculos. Si es que hay una espera. De esta forma pueden efectuarse simultáneamente las operaciones de E/S y cálculos de la CPU.
En os sistemas con multiprogramación contigua, la protección se logra a menudo con varios registros de limites. Con dos registros se puede establecer los límites superior e inferior de la partición de un usuario o se puede indicar el límite inferior y la longitud de la región.
La fragmentación de almacenamiento ase presenta en todos los sistemas de cómputo, sea cual sea la organización de su almacenamiento. En los sistemas con multiprogramación y particiones fijas, la fragmentación ocurre porque los trabajos de los usuarios no llenan por completo las particiones designadas o porque una partición se queda sin utilizar por ser demasiado pequeña para contener un trabajo en espera.
MULTIPROGRAMACIÓN CON PARTICIONES VARIABLES
Esta hace suposiciones sobre el tamaño de los trabajos. Llega un espacio cuando lo necesite. No hay desperdicio, pues la partición de un trabajo tiene exactamente el tamaño del trabajo.
La técnica de compactación del almacenamiento implica trasladar todas las áreas ocupadas del almacenamiento a algún extremo de la memoria principal. Esto deja un gran vació único de almacenamiento libre, en lugar de los numerosos vacíos pequeños característicos de la multiprogramación con particiones variables. Ahora todo el almacenamiento libre está contiguo, así que un trabajo en espera puede ejecutarse si sus necesidades de memoria son satisfechas por el hueco único resultante de la compactación.
MULTIPROGRAMACIÓN CON INTERCAMBIO DE ALMACENAMIENTO
En el esquema de “intercambio” los programas del usuario no requieren permanecer en la memoria principal hasta su terminación. Una variante consiste en que un trabajo se ejecuta hasta que ya no pueda continuar: Cede el almacenamiento y la CPU al siguiente trabajo. La totalidad del almacenamiento se dedica a un trabajo durante un breve periodo de tiempo. Los trabajos son “intercambiados”, dándose que un trabajo puede ser intercambiado varias veces antes de llegar a su terminación.
Los sistemas de intercambio fueron los predecesores de los sistemas de paginación.