SISTEMAS OPERATIVOS

MAGISTER DAVID LUIS LA RED MARTINEZ
SISTEMAS
OPERATIVOS

Magister David Luis la Red Martínez

PROFESOR TITULAR POR CONCURSO DE
“SISTEMAS OPERATIVOS”

Licencia...
A mi familia.
A mis profesores.
A mis alumnos.
Prólogo
Es para mi una gran satisfacción prologar este libro del Profesor La Red Martínez
sobre el aprendizaje de los Sist...
Prefacio
Este libro trata sobre los aspectos fundamentales referidos a los Sistemas Operativos
y divide el estudio de los ...
Índice General
I

Sistemas Operativos Convencionales

1 Introducción
1.1 Qué es un Sistema Operativo . . . . . . . . . . ....
xii

ÍNDICE GENERAL
2.12.12 Planificación de Dos Niveles . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.13 Multiprocesamiento . . . . ...
ÍNDICE GENERAL

xiii

3.10 Organización del Almacenamiento de Niveles Múltiples . . . . . . . . . . . . 80
3.11 Transforma...
xiv

ÍNDICE GENERAL
4.4.5 Atributos de Archivo . . . . . . . . . . . .
4.4.6 Operaciones con Archivos . . . . . . . . .
4....
ÍNDICE GENERAL
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9

5.10
5.11
5.12
5.13
5.14
5.15
5.16

Operación de Almacenamiento de Disco de Cabeza Móv...
xvi

ÍNDICE GENERAL
6.10.2 Prevención de la Condición “detenerse y esperar”
6.10.3 Prevención de la Condición de “no aprop...
ÍNDICE GENERAL
8.12 Conexión Dinámica (Dynamic Binding) en RPC . . . .
8.13 Semántica de RPC en Presencia de Fallos . . . ...
xviii

ÍNDICE GENERAL
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304
305
305
305
306
307
308
30...
ÍNDICE GENERAL
11.5
11.6
11.7
11.8
11.9

Semántica de los Archivos Compartidos . . . . . . . .
Implantación de un Sistema ...
xx

ÍNDICE GENERAL
14.4.1 Seguridad Externa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14.4.2 Seguridad Operacional . . . ....
ÍNDICE GENERAL

xxi

17.5 Programa Desarrollado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469
17.6 Datos...
xxii

IV

ÍNDICE GENERAL

Anexos

571

22 Planificación del Procesador con P.O.O.
573
22.1 Datos y Ejecuciones . . . . . . ...
Índice de Figuras
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6

Recursos administrados por el S. O. . . . . . . . . . . .
Modelo de estructura ...
xxiv
3.8

ÍNDICE DE FIGURAS

3.32
3.33
3.34
3.35
3.36
3.37
3.38
3.39

Protección del almacenamiento con asignación contigu...
ÍNDICE DE FIGURAS
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
5.1
5.2
5.3

Encadenamiento de bloques o lista ligada de bloques. .
Encadenamiento d...
xxvi

ÍNDICE DE FIGURAS

8.11 Comunicación punto a punto y comunicación uno a muchos. . . . . . . . . . 281
9.1

Ejemplo d...
Índice de Tablas
1.1

Estructura del S.O. en capas “THE”. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.1
2.2
2.3
2.4
...
xxviii

ÍNDICE DE TABLAS

19.10Utilización de la herramienta Qnet (continuación). . . . . . . . . . . . . . . 527
19.11Res...
Parte I

Sistemas Operativos
Convencionales

1
Capítulo 1

Introducción
1.1

Qué es un Sistema Operativo

Una de las definiciones más comúnmente aceptadas expresa:
• “Un ...
4

CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN
— Sistema bancario, reservaciones en una línea aérea, juegos, etc.
• Programas de sistema:
— C...
1.2. HISTORIA DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS - GENERACIONES

5

• Compartir el hardware entre usuarios.
• Permitir a los usuar...
6

CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN

Figura 1.1: Recursos administrados por el S. O.
1.2. HISTORIA DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS - GENERACIONES

7

— En los años cincuenta comienzan como transición entre trabaj...
8

CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN
— Se difunden las computadoras de rango medio.
• Cuarta generación (1980-1990): computadoras p...
1.3. CONCEPTOS DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS

9

— Es el concepto central de todos los S. O.
— Es básicamente un programa en ...
10

CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN

1.4

Estructura de los Sistemas Operativos

Se considera la organización interna de los S. O...
1.4. ESTRUCTURA DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS

11

PROG. DEL
USUARIO
EN MODO
USUARIO

PROGRAMA 2 DEL USUARIO
MEMORIA
PRINCIPA...
12

CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN
5 - Operador
4 - Programas del Usuario
3 - Control de Entrada / Salida
2 - Comunicaciones Ope...
1.4. ESTRUCTURA DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS

13

— Existe un elemento central llamado monitor de la máquina virtual que:
∗ ...
14

CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN

MAQUINAS 370 VIRTUALES
LLAMADA AL
SISTEMA AQUI

INSTRUC.
DE E / S
AQUI
CMS

CMS

CMS

TRAMPA...
1.5. TENDENCIAS

PROCESO
CLIENTE

15

PROCESO SERVIDOR SERVIDOR
CLIENTE DEL PROC. DE LA TERM

. . .

SERVIDOR SERVIDOR
DE ...
16

CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN
• Soporte del paralelismo masivo con altísimo grado de concurrencia.
• Profundización de los ...
1.6. HARDWARE

17

— Permite al programa residir en localizaciones diferentes a aquellas para las cuales fue traducido.
• ...
18

CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN
— Limita el número de direcciones que un programa puede referenciar.
— Es esencial en los sis...
1.6. HARDWARE

19

∗ Se optimiza el uso de los dispositivos de e / s.
• Direccionamiento de base más desplazamiento:
— Tod...
20

CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN
• Multiprocesamiento:
— Varios procesadores comparten un almacenamiento primario común y un s...
1.7. SOFTWARE

1.7

21

Software

Consiste en los programas de instrucciones y datos que definen para el hardware los algor...
22

CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN
∗ Entrada: “programa fuente” del programador.
∗ Salida: “programa objeto” o “programa resulta...
1.8. MEMORIA FIJA

23

— Ejecutan directamente un programa fuente.
— Son útiles en ambientes de desarrollo de programas.
—...
24

CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN
• Permite variar dinámica y frecuentemente los conjuntos de instrucciones de máquina.

La “mi...
1.8. MEMORIA FIJA

25

• Es posible efectuar detección y corrección de errores más amplia a un nivel más fino.
Se puede int...
Sistemas operativos -_luis_la_red_martinez
Sistemas operativos -_luis_la_red_martinez
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  1. 1. SISTEMAS OPERATIVOS MAGISTER DAVID LUIS LA RED MARTINEZ
  2. 2. SISTEMAS OPERATIVOS Magister David Luis la Red Martínez PROFESOR TITULAR POR CONCURSO DE “SISTEMAS OPERATIVOS” Licenciatura en Sistemas de Información Departamento de Informática UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE U.N.N.E. - ARGENTINA
  3. 3. A mi familia. A mis profesores. A mis alumnos.
  4. 4. Prólogo Es para mi una gran satisfacción prologar este libro del Profesor La Red Martínez sobre el aprendizaje de los Sistemas Operativos. El libro no es más que una muestra y un testimonio escrito de un largo proceso de formación del profesorado y de renovación en las formas docentes, que ha tenido lugar en la Universidad Nacional del Nordeste en Corrientes en el Departamento de Informática, con motivo de la Maestría en Informática y Computación, y en el que el Profesor La Red ha colaborado de una forma destacada, pudiendo decirse que no hubiera sido posible sin su participación. El tema de los sistemas operativos es complejo e implica muchos conceptos nuevos para el alumno, algunos de ellos difíciles de comprender. Con este libro el aprendizaje se hace mucho más llevadero, e incluso divertido. El libro es fruto, por un lado, de la experiencia diaria del aula, acumulada tras muchos años de trabajo y esfuerzo, y, por otro, de la incorporación de las nuevas tecnologías a la enseñanza. Ello se nota en el estilo del libro, en la selección de los ejemplos y problemas que se incluyen, en los contenidos, y en la forma de comunicarlo al lector. La incorporación de los recursos y herramientas informáticas de trabajo es uno de sus muchos aciertos. Sorprende la lista de ellas que han sido utilizadas. El poder acceder a multitud de programas de cálculo y diseño, dibujo, tratamiento de textos, correo electrónico, Internet, etc., desde el propio libro, en su versión electrónica, brindan al alumno la posibilidad de un aprendizaje mucho más profundo y práctico. Permiten también la auto-formación. El Profesor La Red al poner a disposición de cualquiera el libro en Internet, comparte con todos su trabajo y conocimiento. Nada hay más grato que compartir, sabiendo que muchos, en cualquier parte del mundo, se beneficiarán de este trabajo. Esto podrá comprobarlo cuando empiece a recibir agradecimientos y consultas de los lugares más insospechados. Aunque, en la inmensa mayoría de los casos, no recibirá ni siquiera las gracias, conviene que sepa que muchos le agradecerán, en silencio, su esfuerzo y generosidad. Por ello, mediante este libro, el Profesor La Red pasa de ser un profesor universitario a un profesor universal. Dr. Enrique Castillo Ron. Académico de Número de la Academia de Ingeniería de España. Santander (España); Noviembre de 2001.
  5. 5. Prefacio Este libro trata sobre los aspectos fundamentales referidos a los Sistemas Operativos y divide el estudio de los mismos en tres partes: • Sistemas Operativos Convencionales. • Sistemas Operativos Distribuidos. • Casos de Estudio. Para aquellos lectores que solo deseen adquirir o refrescar conocimientos relacionados con los Sistemas Operativos en general, será suficiente con la lectura de la Primer Parte, en tanto que para aquellos que deseen un conocimiento más profundo, teniendo presente la problemática de los Sistemas Distribuidos, será necesario avanzar en la lectura del primer grupo de temas de la Segunda Parte; asimismo, si además se desea incursionar en aspectos complementarios pero importantes, se sugiere también la lectura del segundo grupo de temas de la mencionada Segunda Parte, la que se recomienda leer aunque no se tenga interés en los Sistemas Distribuidos, ya que es un buen complemento de la Primer Parte de esta obra. En cuanto a la Tercer Parte, corresponde aclarar que resultaría de interés para quienes deseen profundizar en el estudio teórico - práctico de un conjunto de problemáticas relacionadas con los Sistemas Operativos, con el auxilio de herramientas de avanzada tales como Mathematica, Matlab, Java, Redes Neuronales, Sistemas Expertos, Orientación a Objetos, etc., siendo un buen complemento de las dos partes anteriores, que permite incrementar el conocimiento de los temas considerados. Es preciso señalar además que este libro está destinado a los alumnos de una Carrera de Grado en Informática que deban hacer un Curso de Sistemas Operativos, pudiendo ser de utilidad, según la profundidad del curso, la Primer Parte, la Segunda Parte o las tres que componen este trabajo. Master David Luis la Red Martínez. Prof. Titular de la UNNE. Corrientes (Argentina); Noviembre de 2001.
  6. 6. Índice General I Sistemas Operativos Convencionales 1 Introducción 1.1 Qué es un Sistema Operativo . . . . . . . . . . . . 1.2 Historia de los Sistemas Operativos - Generaciones 1.3 Conceptos de los Sistemas Operativos . . . . . . . 1.4 Estructura de los Sistemas Operativos . . . . . . . 1.5 Tendencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.6 Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.7 Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.8 Memoria Fija . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 . . . . . . . . 3 3 5 8 10 14 16 21 23 2 Procesos y Administración del Procesador 2.1 Introducción y Definiciones Sobre Procesos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Estados de Procesos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Procesamiento de Interrupciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 El Núcleo del Sistema Operativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5 Planificación de Procesos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6 Niveles de Planificación del Procesador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7 Objetivos de la Planificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.8 Criterios de Planificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.9 Planificación Apropiativa Versus No Apropiativa . . . . . . . . . . . . . . . 2.10 Temporizador de Intervalos o Reloj de Interrupción . . . . . . . . . . . . . . 2.11 Prioridades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.12 Tipos de Planificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.12.1 Planificación a Plazo Fijo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.12.2 Planificación Garantizada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.12.3 Planificación del Primero en Entrar Primero en Salir (FIFO) . . . . 2.12.4 Planificación de Asignación en Rueda (RR: Round Robin) . . . . . . 2.12.5 Tamaño del Cuanto o Quantum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.12.6 Planificación del Trabajo Más Corto Primero (SJF) . . . . . . . . . 2.12.7 Planificación del Tiempo Restante Más Corto (SRT) . . . . . . . . . 2.12.8 Planificación el Siguiente con Relación de Respuesta Máxima (HRN) 2.12.9 Planificación por Prioridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.12.10 Colas de Retroalimentación de Niveles Múltiples . . . . . . . . . . . 2.12.11 Política Versus Mecanismo de Planificación . . . . . . . . . . . . . . 27 27 30 31 33 34 35 37 38 39 40 41 42 42 42 42 43 43 43 44 44 45 45 46 xi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  7. 7. xii ÍNDICE GENERAL 2.12.12 Planificación de Dos Niveles . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.13 Multiprocesamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.13.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.13.2 Confiabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.13.3 Explotación del Paralelismo . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.13.4 Paralelismo Masivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.13.5 Metas de los Sistemas de Multiprocesamiento . . . . . . . 2.13.6 Detección Automática del Paralelismo . . . . . . . . . . . 2.13.7 Distribución de Ciclos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.13.8 Reducción de la Altura del Arbol . . . . . . . . . . . . . . 2.14 Organización del Hardware del Multiprocesador . . . . . . . . . . 2.14.1 Tiempo Compartido o Bus Común (o Conductor Común) 2.14.2 Matriz de Barras Cruzadas e Interruptores . . . . . . . . 2.14.3 Almacenamiento de Interconexión Múltiple . . . . . . . . 2.15 Grados de Acoplamiento en Multiprocesamiento . . . . . . . . . 2.15.1 Organización Maestro / Satélite . . . . . . . . . . . . . . 2.16 Sistema Operativo de Multiprocesadores . . . . . . . . . . . . . . 2.16.1 Maestro / Satélite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.16.2 Ejecutivos Separados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.16.3 Tratamiento Simétrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.17 Rendimiento del Sistema de Multiprocesamiento . . . . . . . . . 2.18 Recuperación de Errores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.19 Multiprocesamiento Simétrico (MPS) . . . . . . . . . . . . . . . . 2.20 Tendencias de los Multiprocesadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 48 48 49 49 49 50 50 51 52 54 54 55 55 55 57 57 59 59 60 60 60 61 61 3 Administración de la Memoria 3.1 Introducción al Almacenamiento Real . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 Organización y Administración del Almacenamiento . . . . . . . . . . . . . 3.2.1 Organización del Almacenamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.2 Administración del Almacenamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3 Jerarquía de Almacenamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4 Estrategias de Administración del Almacenamiento . . . . . . . . . . . . . . 3.4.1 Asignación Contigua de Almacenamiento Versus No Contigua . . . . 3.4.2 Asignación Contigua de Almacenamiento de Un Solo Usuario . . . . 3.5 Multiprogramación de Partición Fija . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5.1 Multiprogramación de Partición Fija: Traducción y Carga Absolutas 3.5.2 Multiprogramación de Partición Fija: Traducción y Carga Relocalizables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5.3 Protección en los Sistemas de Multiprogramación . . . . . . . . . . . 3.5.4 Fragmentación en la Multiprogramación de Partición Fija . . . . . . 3.6 Multiprogramación de Partición Variable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.6.1 Compresión o Compactación de Almacenamiento . . . . . . . . . . . 3.6.2 Estrategias de Colocación del Almacenamiento . . . . . . . . . . . . 3.7 Multiprogramación con Intercambio de Almacenamiento . . . . . . . . . . . 3.8 Introducción a la Organización del Almacenamiento Virtual . . . . . . . . . 3.9 Conceptos Básicos de Almacenamiento Virtual . . . . . . . . . . . . . . . . 65 65 65 65 66 66 67 68 68 70 71 72 73 73 74 74 77 77 78 79
  8. 8. ÍNDICE GENERAL xiii 3.10 Organización del Almacenamiento de Niveles Múltiples . . . . . . . . . . . . 80 3.11 Transformación de Bloques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 3.12 Conceptos Básicos de Paginación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 3.12.1 Traducción de Direcciones de Paginación por Transformación Directa 86 3.12.2 Traducción de Direcciones de Paginación por Transformación Asociativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 3.12.3 Traducción de Direcciones de Paginación por Combinación de Transformación Asociativa / Directa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 3.12.4 Compartimiento de Recursos en un Sistema de Paginación . . . . . . 91 3.13 Segmentación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 3.13.1 Control de Acceso en Sistemas de Segmentación . . . . . . . . . . . 94 3.13.2 Traducción de Direcciones de Segmentación por Transformación Directa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 3.13.3 Compartimiento en un Sistema de Segmentación . . . . . . . . . . . 98 3.14 Sistemas de Paginación / Segmentación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 3.14.1 Traducción Dinámica de Direcciones en Sistemas de Paginación / Segmentación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 3.14.2 Compartimiento en un Sistema de Paginación / Segmentación . . . . 101 3.15 Administración del Almacenamiento Virtual . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 3.15.1 Estrategias de Reposición de Página . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 3.15.2 El Principio de Optimización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 3.15.3 Reposición de Página al Azar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 3.15.4 Reposición de Página por el Sistema de Primero en Entrar - Primero en Salir (FIFO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 3.15.5 Reposición de Página Menos - Recientemente - Usada (LRU) . . . . 106 3.15.6 Reposición de Página Menos - Frecuentemente - Usada (LFU) . . . . 106 3.15.7 Reposición de Página No Usada - Recientemente (NUR) . . . . . . . 107 3.16 Localidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 3.17 Conjuntos de Trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 3.18 Paginación por Demanda y Paginación Anticipada . . . . . . . . . . . . . . 111 3.18.1 Paginación por Demanda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 3.18.2 Paginación Anticipada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 3.19 Liberación de Página y Tamaño de Página . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 3.19.1 Liberación de Página . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 3.19.2 Tamaño de Página . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 3.20 Comportamiento de un Programa en la Paginación . . . . . . . . . . . . . . 114 4 Sistemas de Archivos 4.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . 4.2 Funciones del Sistema de Archivos 4.3 El Sistema de Archivos . . . . . . . 4.4 Archivos . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.1 Nombre de los Archivos . . 4.4.2 Estructura de un Archivo . 4.4.3 Tipos de Archivos . . . . . 4.4.4 Acceso a un Archivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 . 117 . 118 . 118 . 119 . 119 . 119 . 120 . 120
  9. 9. xiv ÍNDICE GENERAL 4.4.5 Atributos de Archivo . . . . . . . . . . . . 4.4.6 Operaciones con Archivos . . . . . . . . . 4.4.7 Archivos Mapeados a Memoria . . . . . . 4.5 Directorios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.1 Sistemas Jerárquicos de Directorios . . . . 4.5.2 Nombre de las Rutas de Acceso . . . . . . 4.5.3 Operaciones con Directorios . . . . . . . . 4.6 Implantación del Sistema de Archivos . . . . . . 4.6.1 Implantación de Archivos . . . . . . . . . 4.6.2 Implantación de Directorios . . . . . . . . 4.6.3 Archivos Compartidos . . . . . . . . . . . 4.6.4 Administración del Espacio en Disco . . . 4.6.5 Confiabilidad del Sistema de Archivos . . 4.6.6 Desempeño del Sistema de Archivos . . . 4.7 Descriptor de Archivos . . . . . . . . . . . . . . . 4.8 Seguridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.8.1 El Ambiente de Seguridad. . . . . . . . . 4.8.2 Virus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.8.3 Principios del Diseño Para la Seguridad . 4.8.4 Autentificación del Usuario . . . . . . . . 4.8.5 Contraseñas . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.8.6 Identificación Física . . . . . . . . . . . . 4.8.7 Medidas Preventivas . . . . . . . . . . . . 4.9 Mecanismos de Protección . . . . . . . . . . . . . 4.9.1 Dominios de Protección . . . . . . . . . . 4.9.2 Listas Para Control de Acceso . . . . . . 4.9.3 Posibilidades . . . . . . . . . . . . . . . . 4.9.4 Modelos de Protección . . . . . . . . . . . 4.9.5 Control de Acceso Por Clases de Usuarios 4.10 Respaldo y Recuperación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 122 122 123 123 124 126 127 127 133 133 136 138 142 143 144 144 146 146 147 147 148 149 149 149 150 150 152 152 153 5 Entrada / Salida 5.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2 Principios del Hardware de E / S . . . . . . . . . . . . . 5.2.1 Dispositivos de E / S . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.2 Controladores de Dispositivos . . . . . . . . . . . 5.2.3 Acceso Directo a Memoria (DMA) . . . . . . . . 5.3 Principios del Software de E / S . . . . . . . . . . . . . 5.3.1 Objetivos del Software de E / S . . . . . . . . . . 5.3.2 Manejadores de Interrupciones . . . . . . . . . . 5.3.3 Manejadores de Dispositivos . . . . . . . . . . . . 5.3.4 Software de E / S Independiente del Dispositivo 5.3.5 Software de E / S en el Espacio del Usuario . . . 5.4 Discos - Hardware Para Discos . . . . . . . . . . . . . . 5.4.1 Discos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.4.2 Hardware Para Discos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 155 155 156 156 158 160 161 162 162 163 164 165 165 165
  10. 10. ÍNDICE GENERAL 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 5.10 5.11 5.12 5.13 5.14 5.15 5.16 Operación de Almacenamiento de Disco de Cabeza Móvil . . . . . . . . Algoritmos de Programación del Brazo del Disco . . . . . . . . . . . . . Porqué es Necesaria la Planificación de Discos . . . . . . . . . . . . . . . Características Deseables de la Planificación . . . . . . . . . . . . . . . . Optimización de la Búsqueda en Discos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.9.1 Planificación FCFS (Primero en Llegar, Primero en Ser Servido) 5.9.2 Planificación SSTF (Menor Tiempo de Búsqueda Primero) . . . 5.9.3 Planificación SCAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.9.4 Planificación SCAN de N - Pasos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.9.5 Planificación C - SCAN (Búsqueda Circular) . . . . . . . . . . . 5.9.6 Esquema Eschenbach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.9.7 Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Optimización Rotacional en Discos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Consideraciones de los Discos Sobre los Sistemas . . . . . . . . . . . . . Manejo de Errores en Discos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ocultamiento de Una Pista a la Vez en Discos . . . . . . . . . . . . . . . Discos en RAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Relojes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Terminales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xv . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Bloqueos 6.1 Introducción y Ejemplos de Bloqueo (o Interbloqueo) . . . . . . . . . . . . 6.2 Conceptos de Recursos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3 Bloqueos y Condiciones Necesarias Para el Bloqueo . . . . . . . . . . . . . 6.4 Modelación de Bloqueos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.5 Areas Principales en la Investigación de Bloqueos . . . . . . . . . . . . . . 6.6 El Algoritmo del Avestrúz o de Ostrich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.7 Detección de Bloqueos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.7.1 Gráficas de Asignación de Recursos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.7.2 Reducción de Gráficas de Asignación de Recursos . . . . . . . . . . 6.7.3 Detección de Bloqueos de Forma “Un Recurso de Cada Tipo” . . . 6.7.4 Detección de Bloqueos de Forma “Varios Recursos de Cada Tipo” 6.7.5 Cuándo Buscar los Bloqueos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.8 Recuperación de Bloqueos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.8.1 Recuperación Mediante la Apropiación . . . . . . . . . . . . . . . . 6.8.2 Recuperación Mediante Rollback . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.8.3 Recuperación Mediante la Eliminación de Procesos . . . . . . . . . 6.9 Evasión de Bloqueos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.9.1 Trayectorias de Recursos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.9.2 Estados Seguros e Inseguros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.9.3 El Algoritmo del Banquero (de Dijkstra) Para Solo Un Recurso . . 6.9.4 El Algoritmo del Banquero (de Dijkstra) Para Varios Recursos . . 6.9.5 Asignación de Recursos por el Alg