Analisa los conceptos base de los discos como hardaware y su funcionamiento integral en su lectura y escritura ademas nos da un panorama de las distintos metodos que se usa para optimizar la creacion de los archivos

1. Discos y procesos

2. LOGRO DE APRENDIZAJE
Identificar los diferentes algoritmos de
planificación de discos, qué es el disco
sólido y los procesos en los sistemas
operativos.

3. Algoritmos de
planificación
de discos
TEMA 1
Discos de
estado
sólido
TEMA 2
Procesos del
SO
TEMA 3
TEMARIO

4. ALGORITMOS DE PLANIFICACIÓN DEL DISCO
Durante el uso de un sistema operativos existen procesos de
diferentes tamaños ejecutándose y en espera para ejecutarse.
Estos deben ser priorizados de la mejor manera para así
optimizar el tiempo de espera de cada uno y brindar el mejor
desempeño posible al usuario.
Debido a esta necesidad surgen diferentes algoritmos como:
 FCFS (First Come First
serve o FIFO)
 SSTF (Shortest Seek
Time First)
 SCAN
 CSCAN
 LOOK

5. 1. Unidad de discos (platos)
2. Material de soporte magnético
3. Cabezal de lectura / escritura
4. Motor de accionamiento de eje o de rotación de la
unidad
5. Motor de impulsos o de posicionamiento de los
cabezales
6. Tarjeta controladora
7. Pistas, sectores, cilindro
ESTRUCTURA DE UN DISCO DURO

6. El número total de sectores de un disco duro se puede
calcular:
ESTRUCTURA DE UN DISCO DURO
Cada pista se divide en sectores.
Los sectores son las unidades mínimas de información que
puede leer o escribir un disco duro. Generalmente, cada
sector almacena 512 bytes de información.

7. ALGORITMOS DE PLANIFICACIÓN DEL DISCO
Para poder comprender correctamente los algoritmos y su
impacto al momento de planificar los procesos, se deben tener
los siguientes conceptos claro:
 Planificación del disco: Se realiza por el sistema operativo
para planificar los pedidos de I/O que llegan al disco.
Es decir, pueden llegar varias solicitudes de I/O pero solo
uno puede ser atendido a la vez por el disco. Mientras, las
demás solicitudes deben esperar.

8. ALGORITMOS DE PLANIFICACIÓN DEL DISCO
 Tiempo de búsqueda o Seek Time: Es el tiempo que
demora en mover el brazo del disco a una posición
específica donde se leerá o escribirá la información.
Mientras menor seek time, mejor.

9.  Duración de rotación o Rotation latency: Es el tiempo
que demora en rotar el sector deseado del disco a la
posición que permita leer o escribir la información.
Mientras menor Rotation Latency, mejor.
ALGORITMOS DE PLANIFICACIÓN DEL DISCO

10. ALGORITMOS DE PLANIFICACIÓN DEL DISCO
 Tiempo de transferencia o transfer time: Es el tiempo que
demora en transferirse la información. Esto va a
depender de la velocidad de rotación y el tamaño del
bloque de información.
 Tiempo de acceso al disco o Disk Access Time: Se define
como la suma del tiempo de búsqueda + duración de
rotación + tiempo de transferencia.

11. ALGORITMOS DE PLANIFICACIÓN DEL DISCO
 Tiempo de respuesta del disco: Es el tiempo promedio de
espera de una petición en ejecutarse su lectura o
escritura.

12. ALGORITMOS - FCFS
Este algoritmo, First Come First serve, es lo que se conoce como
FIFO, es decir first in first out donde el primero que entra es el
primero en ser atendido.
Para aplicar FCFS, se toma la lista de peticiones de I/O y se atienden
en el orden que llegaron. Es similar a la cola para pagar en un

13. ALGORITMOS - FCFS
Seek time:
(82-50)+(170-82)+(170-43)+(140-43)+(140-24)+(24-16)+(190-16) = 642
Ejemplo:
Tenemos las peticiones en 82, 170, 43, 140, 24, 16, 190 y la posición
de lectura está en la posición 50.

14. ALGORITMOS - FCFS
Ventajas
 Todos las solicitudes
son atendidas de una
forma justa
e imparcial.
 No ocurre una
postergación indefini
da de un proceso.
Desventajas
 No se busca optimizar el seek
time.
 Es probable que no brinde
la solución más óptima para
la transferencia de
información.

15. ALGORITMOS - SSTF
Este algoritmo, Shortest Seek Time First, como indica su
nombre va a ejecutar primero las peticiones con menor tiempo
de búsqueda. Esto quiere decir que el seek time se calculará
por adelantado al ingresar una petición a la cola y se planifican
de acuerdo a esto.
Por esto, la petición más cercana a la posición donde se
encuentre el brazo en el momento será ejecutada primera.

16. ALGORITMOS - SSTF
Ejemplo:
Tenemos las peticiones en 82, 170, 43, 140, 24, 16, 190 y la
posición de lectura está en la posición 50.
Seek time:
(50-43)+(43-24)+(24-16)+(82-16)+(140-82)+(170-140)+(190-170) = 208

17. ALGORITMOS - FCFS
Ventajas
 El tiempo de respuesta
disminuye.
 Incrementa el
rendimiento.
Desventajas
 Involucra un mayor
procesamiento pues se debe
calcular el seek time por
petición.
 Puede causar una
postergación larga a una
petición si esta está mucho
más alejada que las nuevas
peticiones.
 Diferentes tiempos de
respuesta, ya que favorece
solo a algunas peticiones.

18. ALGORITMOS - SCAN
Este algoritmo, también conocido como elevator algorithm,
hace que el brazo del disco se mueva hacía una dirección y
ejecuta las peticiones que se encuentran en el camino. Al
llegar al final, invierte la dirección y, nuevamente, ejecuta las
peticiones en el camino. Esto ocasiona que las peticiones del
medio se ejecuten más frecuentemente.
1 2 3 4 5

19. ALGORITMOS - SCAN
Ejemplo:
Tenemos las peticiones en 82, 170, 43, 140, 24, 16, 190 y la
posición de lectura está en la posición 50.
Seek time:
(199-50)+(199-16) = 332

20. ALGORITMOS - FCFS
Ventajas
 Alto rendimiento.
 Tiempos de
respuesta más
estables.
 Mejor tiempo de
respuesta promedio
Desventajas
 Tiempo de espera largo para
los procesos de los extremos.
 Depende de la dirección hacia
donde empiece.

21. ALGORITMOS - CSCAN
Este algoritmo, Circular SCAN, es una variación del algoritmo
SCAN ya que al igual que este se mueve desde su puto de
origen hasta uno de los extremos.
La diferencia radica en que una vez en el extremo, se mueve
hacia el otro extremo y empieza a procesar las peticiones
desde ahí.

22. ALGORITMOS - CSCAN
Ejemplo:
Tenemos las peticiones en 82, 170, 43, 140, 24, 16, 190 y la
posición de lectura está en la posición 50.
Seek time:
(199-50)+(199-0)+(43-0) = 391

23. ALGORITMOS - FCFS
Ventajas
 Tiempos de espera
más uniformes
con respecto a
SCAN.
Desventajas
 Tiempo de espera largo para
los procesos del medio.

24. ALGORITMOS - LOOK
Este algoritmo es similar a SCAN. La diferencia radica en que
en vez de llegar hasta el final del disco, solo va hasta la
posición de la última petición. Es aquí, recién, donde invierte
su dirección y se dirige hacía el lado opuesto siguiendo la
misma regla.
1 2 3 4 5

25. ALGORITMOS - LOOK
Ejemplo:
Tenemos las peticiones en 82, 170, 43, 140, 24, 16, 190 y la
posición de lectura está en la posición 50.
Seek time:
(190-50)+(190-16) = 314

26. ALGORITMOS - FCFS
Ventajas
 Disminuye el
tiempo perdido en
llegar hasta el
final.
Desventajas
 Tiene un procesamiento
adicional al tener que buscar
el proceso más lejano por
lado.

27. ALGORITMOS - INVESTIGACIÓN
PASOS DE ACTIVIDAD GRUPAL:
Por grupo investigar los algoritmos CLOOK, RSS, LIFO y
N-STEP SCAN.
Realizar una presentación donde se explique el algoritmo,
un ejemplo práctico del mismo y sus ventajas/desventajas.

28. DISCOS
Los discos son donde se guarda la información y ejecutan proceso.
Está compuesto por uno o varios platos rígidos unidos por un eje en
común, el cual gira a gran velocidad.
A esos se les conoce como pistas, cada pista está compuesta por
sectores, los cuales dividen los platos en arcos destinados a
almacenar la misma cantidad de información en cada uno.
Los cilindros son sistemas compuestos por varios platos idénticos. Aquí,
las cabeza de lectura se mueven en simultáneo en cada pista.

29. DISCOS - HDD

30. DISCOS - HDD
Partes de un HDD:
 Platos: Es donde se guarda la información. Consta de dos caras y
ambas son utilizadas. Normalmente construido en cristal o metal,
contando con celdas que se pueden magnetizar de forma
positiva (1) o negativa (0)
 Cabezal de lectura: Es el encargado de hacer la
lectura o escritura. Existe uno por cada cara del
plato, sin embargo no tiene contacto con estos, sino
se rayaría el plato dejaría de funcionar.
 Brazo mecánico: Encargado de sujetar los
cabezales de lectura. Permite el acceso a la
información desplazando los cabezales.
 Motor: Existen dos por cada disco duro. Uno
para girar los platos, normalmente, a una
velocidad entre 5000 y 7000RPM, y otro para
el movimiento de los brazos mecánicos
 Memoria caché
 Puertos de conexión

31. • Serial Advanced Technology
Attachment - Accesorio de
tecnología avanzada en serie
• Se trata de una interfaz de bus
para la transferencia de datos entre
la placa base y otros componentes
que conectas a ella
• Posee una arquitectura Punto a
Punto (conexión entre puerto y
dispositivo)
DISCOS – HDD - ARQUITECTURA SATA

32. SATA SATA 2 SATA 3
Frecuencia 1500 MHz 3000 MHz 6000 MHz
Bits/clock 1 1 1
Codificación 8b10b 80% 80% 80%
bits/Byte 8 8 8
Velocidad real 150 MB/s 300 MB/s 600 MB/s
DISCOS – HDD - ARQUITECTURA SATA

33. DISCOS - SSD
Los discos sólidos son una alternativa a los HDD.
La diferencia radica en que un SSD (Solid State Drive)
almacena la información en microchips con memorias flash
interconectadas.
Estas memorias suelen estar basadas en NAND, que al ser
no-volátil mantienen la información cuando el disco es
desconectado.
No cuentan con
cabezales de lectura, sino
un procesador integrado
que realiza esta función
decidiendo cómo
almacenar, recuperar,
almacenar en caché y
limpiar los datos del
disco.

34. WD GREEN WD BLUE
545 Gb/s Lectura / escritura secuencia 550 Gb/s
Desde 120GB hasta 2 TB Capacidad Desde 250 GB hasta 4TB
Hasta 1 millón de horas Confiabilidad de uso Hasta 1.75 millones de horas
0/70 ° C Temperatura Min / Max 0/70 ° C
3 años Garantía limitada 5 años
DISCOS - SSD

35. DISCOS – HDD vs SSD

36. DISCOS – HDD vs SSD
Características SSD HDD
Capacidad Entre 256GB y 4TB Entre 1 y 10TB
Consumo
energía
Menor consumo Mayor consumo
Costo Mayor costo Menor costo
Ruido Más silencioso por no
tener
partes mecánicas
Más bullas por sus partes
móviles
Vibraciones No vibra por no tener
partes mecánicas
Vibraciones leves por sus
partes móviles
Fragmentación No tiene Se puede realizar
Durabilidad Tiene un número limitado
de reescritura en las
celdas
Las partes se pueden dañar
con los movimientos
Tiempo
arranque
SO
Aproximadament
e 7 segundos
Aproximadamente 16
segundos
Velocidad Más veloz (220 y 550 En general entre 50 y 150

37. • A diferencia de SATA 3, PCIe posee
una arquitectura con velocidades
de escritura hasta 3,500 MB/S.
• No es compatible con todos los
equipos.
• Puede adaptarse a una PC usando
la ranura PCI Express
DISCOS – PCI EXPRESS

38. • NMVe tiene velocidades de
transferencia teóricas hasta los 20
GB/S corriendo hasta en 4 carriles
a la vez.
DISCOS – PCI EXPRESS NVMe

39. • Poseen un factor de forma M.2 muy
reducido ideal para equipos
portátiles.
• Velocidad de transferencia limitada
por la arquitectura SATA 3 (600
MB/S)
DISCOS – M.2

40. • 2230 : para conectar tarjeta Wi-Fi y
Bluetooth tanto a portátiles como
PC de sobremesa.
• 2242 : usado en mini-PC y
portátiles
• 2260 : Usa interfaces PCIe x4 con
unidades de mayor velocidad
• 2280 : el más usado. Se usa en
PCs y portátiles
DISCOS – M.2

41. • Disco duro magnético arquitectura
SATA 3 a 600 MB/S con partes
mecánicas.
• Disco duro de estado sólido
arquitectura SATA 3 a 600 MB/S
con partes electrónicas.
• Disco duro de estado sólido en
factor de forma M.2 y arquitectura
PCI Express NVMe a 3,500 MB/S.
DISCOS – COMPARATIVAS DE DISCOS DUROS

42. 01 El disco tiene diferentes formas de guardar
la información.
02 No hay un algoritmo definitivo pero se puede
seguir mejorando.
03 Los discos solidos son una buena opción para aumentar velocidad,
pero son más costoso.
04 Tanto como el HDD y el SSD
tienen limitaciones.
CONCLUSIONES

43. Disk scheduling algorithms. (2015, octubre 13). Consultado Julio 2022.
GeeksforGeeks. https://www.geeksforgeeks.org/disk-scheduling-algorithms/.
Arpaci-Dusseau, Remzi, Arpaci-Dusseau, Andrea (2013) Operating Systems: Three Easy
Pieces. Arpaci-Dusseau Books, Inc.
Data structures on disk drives. (s/f). Snia.org. Recuperado el 31 de julio de 2022, de
https://www.snia.org/education/storage_networking_primer/stor_devices/data_struct
ure.
BIBLIOGRAFÍA