Gestió de Fitxers i Memòria Virtual en Sistemes Operatius

Visió del Sistema Operatiu sobre un fitxer

La visió d'un sistema operatiu (SO) sobre un fitxer és un conjunt d'informació guardada en registres que defineixen l'usuari. Els registres són contenidors d'informació que gestiona el SO, guardant-la en forma de blocs lògics que s'ubiquen en els blocs físics. Els blocs lògics salven la distància entre el registre lògic i el bloc físic. La unitat mínima de transferència és el bloc lògic, que és el que manipula el SO.

Formateig Lògic

El formateig lògic és la creació del sistema de fitxers i la seva implantació en el dispositiu sobre registres o blocs físics. Exemple: UNIX, on tenim: Boot, Superbloc, Mapa de bits, i-nodes, Blocs de dades...

Formateig Físic

El formateig físic crea la base per reconèixer els diferents blocs físics, identificats individualment amb uns camps que garanteixen l'accés a la informació que contenen, com ara caràcters de sincronisme, codis de detecció d'errors, número de bloc, dades contingudes, etc.

Enllaç Simbòlic

L'enllaç simbòlic és la compartició d'un fitxer creant un fitxer de tipus especial que conté el PATH fins a la ubicació real del fitxer compartit. La referència a aquest fitxer especial d'enllaç es transforma en una cerca del fitxer real a través del seu PATH i, per tant, crea la il·lusió que el fitxer real pertany a un directori de l'usuari a qui es permet compartir el fitxer.

Enllaç Físic

L'enllaç físic consisteix en què l'usuari que ha de compartir el fitxer té al seu directori local una referència directa a l'i-node del fitxer real.

L'enllaç físic és més eficient, atès que hi ha una compartició real, mentre que en l'enllaç simbòlic només estalviem a l'usuari local haver d'escriure el pathname complet a cada referència.

FAT (File Allocation Table)

Utilitza mapes de bits, llistes lligades sobre el propi espai lliure i una llista lligada dintre del propi espai de llistes lligades del que ocupen els fitxers.

Sistema amb Memòria Virtual amb Paginació

En un sistema amb memòria virtual amb paginació, no totes les pàgines d'un procés han d'estar carregades a la memòria principal, ja que algunes poden estar a l'àrea de swap. Quan durant l'execució d'un procés es genera una referència a una pàgina, pot passar que aquesta pàgina estigui carregada a la memòria principal o no. És per això que a cada entrada de la Taula de Pàgines d'un procés se li associa un bit de presència/validesa per indicar si la pàgina està o no carregada a la memòria principal. Quan el bit de presència indica que la pàgina no està carregada, es genera una fallada de pàgina.

Anomalia de Belady

L'anomalia de Belady es produeix quan, en incrementar el nombre de marcs de pàgina assignats a un procés per a la seva execució, en lloc de disminuir el nombre de fallades de pàgina, aquest augmenta. Aquesta anomalia només es produeix quan l'algorisme de reemplaçament utilitzat és el FIFO. No hi ha cap manera de solucionar aquest problema; l'única opció és canviar l'algorisme de reemplaçament.

TLB (Translation Lookaside Buffer)

La TLB és una memòria associativa dins de la MMU (Memory Management Unit) que guarda informació sobre les darreres pàgines referenciades. El seu avantatge és reduir el nombre d'accessos a la memòria principal. Si la informació de la pàgina referenciada es troba a la TLB, es pot fer la traducció de l'adreça lògica a virtual sense accedir a la Taula de Pàgines guardada a la memòria principal i, per tant, amb només un accés a la memòria principal s'accedeix a la posició desitjada, en lloc dels dos accessos que es requeririen si no es disposés de TLB.

Gestió de Memòria Virtual amb Paginació sota Demanda

En un sistema de gestió de memòria virtual amb paginació sota demanda, un procés pot no tenir totes les seves pàgines carregades a la memòria principal. Quan un procés genera una fallada de pàgina perquè fa referència a una pàgina no present, s'ha d'anar a l'àrea de swap a buscar la pàgina i carregar-la a la memòria principal. Si es disposa d'algun marc lliure, s'utilitzarà aquest marc. Però si els marcs assignats al procés estan tots ocupats, independentment que el nombre de marcs assignats sigui fixe o variable, s'haurà de triar una pàgina víctima utilitzant un algorisme de reemplaçament per tal que alliberi un marc i poder carregar-hi la pàgina sol·licitada.