SISTEMAS OPERATIVOS PARTE 1

Segun el texto, ¿que metodo se utilizaba en la decada de 1960 para ejecutar programas mas grandes que la memoria, antes de la memoria virtual automatica?. La compresion de datos en tiempo real mediante hardware especializado. Los sobrepuestos (overlays), donde el programador dividia manualmente el programa en partes que un administrador de sobrepuestos cargaba y descargaba de la memoria. La asignacion dinamica de registros base y limite gestionada automaticamente por el compilador.

¿Quien ideo el metodo que hoy se conoce como memoria virtual, segun el texto?. Fotheringham, en 1961. Dijkstra, en 1959. Bell y LaPadula, en 1973.

¿Cual es la idea basica detras de la memoria virtual segun el texto?. Cada programa tiene su propio espacio de direcciones dividido en paginas; estas se asocian a la memoria fisica, pero no todas necesitan estar presentes para ejecutar el programa. Todos los programas comparten obligatoriamente el mismo espacio de direcciones fisico sin traduccion alguna. El disco se convierte en la unica memoria del sistema, eliminando por completo el uso de RAM.

¿Que ocurre cuando un programa hace referencia a una direccion virtual cuya pagina NO esta en memoria fisica?. El programa se cierra automaticamente sin posibilidad de recuperacion. El sistema operativo recibe una alerta (fallo de pagina) para buscar la parte faltante y volver a ejecutar la instruccion que fallo. La MMU genera la pagina automaticamente con datos en blanco, sin intervencion del sistema operativo.

¿Que es la MMU y cual es su funcion principal segun el texto?. Memory Management Unit; asocia las direcciones virtuales generadas por el programa a direcciones fisicas de memoria. ) Main Memory Unifier; combina la memoria RAM de varios procesadores en un solo espacio fisico continuo. Multiple Mapping Utility; gestiona exclusivamente la memoria compartida entre procesos hijos y padres.

direcciones de 16 bits y 32 KB de memoria fisica, con paginas de 4 KB, ¿cuantas paginas virtuales y marcos de pagina fisicos resultan?. 8 paginas virtuales y 16 marcos de pagina. 16 paginas virtuales y 8 marcos de pagina. 64 paginas virtuales y 64 marcos de pagina.

¿Que bit en la entrada de la tabla de paginas indica si una pagina virtual esta fisicamente cargada en memoria?. El bit de proteccion. El bit de presente/ausente. El bit de referenciada.

¿Cual es la diferencia funcional entre el bit de 'modificada' (sucio) y el bit de 'referenciada' en una entrada de tabla de paginas?. El bit de modificada indica si la pagina se escribio (debe regresarse al disco antes de desalojarla); el bit de referenciada indica si se accedio (leyo o escribio) para ayudar a elegir candidatos de desalojo. Ambos bits son sinonimos y se activan exactamente en las mismas condiciones. El bit de modificada solo se usa en sistemas de 64 bits, mientras que el de referenciada es exclusivo de sistemas de 32 bits.

¿Por que es importante poder deshabilitar el uso de cache para ciertas paginas?. Porque reduce el consumo electrico del procesador en estado de reposo. Porque es esencial para paginas asociadas a registros de dispositivos de E/S, donde el sistema necesita obtener siempre la palabra mas reciente del dispositivo y no una copia antigua en cache. Porque todas las paginas del sistema operativo deben tener la cache deshabilitada por norma de seguridad.

¿Cuales son las dos cuestiones principales que hay que abordar en cualquier sistema de paginacion?. El costo del hardware y la compatibilidad con sistemas operativos antiguos. La asociacion de una direccion virtual a una fisica debe ser rapida, y si el espacio de direcciones virtuales es grande, la tabla de paginas sera grande. La velocidad de rotacion del disco duro y el numero maximo de procesos concurrentes.

¿Que es el TLB (Translation Lookaside Buffer) y donde se ubica tipicamente?. Un pequeno dispositivo de hardware dentro de la MMU que asocia direcciones virtuales a fisicas sin pasar por la tabla de paginas, con un numero pequeno de entradas (raras veces mas de 64). Una estructura de software mantenida exclusivamente por el sistema operativo en espacio de usuario. Un area reservada del disco duro destinada a almacenar copias de las tablas de paginas completas.

¿Que ocurre cuando el numero de pagina virtual NO esta presente en el TLB?. El programa termina inmediatamente con un error fatal de memoria. La MMU realiza una busqueda ordinaria en la tabla de paginas, desaloja una entrada del TLB y la reemplaza con la entrada recien encontrada. El sistema apaga la cache de la CPU para forzar el uso exclusivo del TLB en adelante.

Que maquinas RISC modernas administran el TLB mediante software, segun el texto, en contraste con la administracion tradicional por hardware?. Intel x86 y AMD64 exclusivamente. SPARC, MIPS y HP PA. Solo los procesadores ARM.

¿Cual es la diferencia entre un fallo SUAVE y un fallo DURO del TLB?. Un fallo suave ocurre cuando la pagina esta en memoria pero no en el TLB (solo requiere actualizar el TLB, sin E/S de disco); un fallo duro ocurre cuando la pagina tampoco esta en memoria, requiriendo acceso a disco. Ambos tipos de fallo requieren siempre acceso al disco, solo difiere la velocidad del controlador utilizado. El fallo suave ocurre en sistemas de 32 bits y el fallo duro exclusivamente en sistemas de 64 bits.

En una tabla de paginas de dos niveles con campos TP1 de 10 bits, TP2 de 10 bits y Desplazamiento de 12 bits, ¿que representa cada entrada de la tabla de nivel superior?. Un solo byte individual del espacio de direcciones. Un bloque de 4 megabytes del espacio de direcciones virtuales de 4 gigabytes. La totalidad del espacio de direcciones virtuales del proceso.

¿Cual es la principal ventaja de las tablas de paginas multinivel, segun el ejemplo del texto donde un proceso necesita 12 MB (texto, datos y pila)?. Eliminan por completo la necesidad de un bit de presente/ausente en cualquier entrada. Aunque el espacio de direcciones contiene mas de un millon de paginas, en realidad solo se requieren cuatro tablas de paginas (la de nivel superior y tres de segundo nivel), evitando mantener en memoria las tablas para el hueco no utilizado. Permiten que todas las direcciones virtuales sean identicas a las direcciones fisicas, eliminando la traduccion.

¿Por que se necesita una tabla de paginas invertida para espacios de direcciones virtuales de 64 bits?. Porque una tabla de paginas multinivel tradicional para 64 bits con paginas de 4 KB requeriria una cantidad de espacio del orden de 30 millones de gigabytes, lo cual no es practico. Porque las direcciones de 64 bits son ilegales en la mayoria de los sistemas operativos modernos. Porque las tablas multinivel solo funcionan correctamente con un maximo de 16 bits de direccionamiento.

¿Cual es la estructura basica de una tabla de paginas invertida, a diferencia de una tabla de paginas tradicional?. Tiene una entrada por cada PAGINA del espacio de direcciones virtuales, igual que la tradicional. Tiene una entrada por cada MARCO DE PAGINA en la memoria real (no por cada pagina virtual), registrando qué proceso y pagina virtual ocupa ese marco. No contiene ninguna informacion sobre que proceso posee cada marco de pagina.

¿Cual es la principal desventaja de las tablas de paginas invertidas, y como se resuelve en la practica?. La traduccion de direccion virtual a fisica se vuelve mucho mas dificil, ya que se debe buscar una entrada (proceso, pagina) en toda la tabla; se resuelve usando el TLB y una tabla de hash para acelerar la busqueda en caso de fallo de TLB. Consumen mas memoria que las tablas tradicionales en todos los casos, sin excepcion. Solo pueden usarse en sistemas con menos de 1 GB de RAM.

¿Cual es la diferencia entre UNIX y MS-DOS respecto a la distincion entre mayusculas y minusculas en los nombres de archivo?. UNIX diferencia mayusculas de minusculas (maria, Maria y MARIA son tres archivos distintos); MS-DOS no las diferencia. MS-DOS diferencia mayusculas de minusculas; UNIX no las diferencia bajo ninguna circunstancia. Ambos sistemas tratan las mayusculas y minusculas exactamente de la misma manera.

¿como tratan UNIX y Windows las extensiones de archivo de manera distinta?. En UNIX las extensiones son solo convenciones no impuestas por el sistema operativo; en Windows el sistema esta consciente de las extensiones y les asigna significado (programa asociado). Ambos sistemas operativos ignoran completamente las extensiones de archivo. UNIX impone extensiones obligatorias de exactamente 3 caracteres, igual que MS-DOS.

¿Cuales son las tres formas de estructura de archivo descritas?. Secuencia de bytes, secuencia de registros, y arbol (con registros indexados por clave). Archivo binario, archivo de texto, y archivo ejecutable. Archivo local, archivo remoto, y archivo temporal.

¿Que sistemas operativos utilizan el modelo de archivo como 'secuencia de bytes sin estructura', segun el texto?. Unicamente los antiguos sistemas operativos de mainframe con tarjetas perforadas de 80 columnas. Tanto UNIX como Windows utilizan esta metodologia, dejando que los programas de usuario impongan cualquier significado. Solo los sistemas de archivos estructurados por registro, como LFS.

¿Cual es la diferencia entre archivos de acceso secuencial y archivos de acceso aleatorio?. Los archivos secuenciales solo permiten leer todos los bytes en orden desde el principio (aunque se pueden rebobinar); los de acceso aleatorio permiten leer bytes o registros en cualquier orden, util para bases de datos. Los archivos de acceso aleatorio solo se pueden usar con cintas magneticas, nunca con discos. No existe diferencia tecnica real entre ambos tipos de acceso.

¿Que metodo utilizan UNIX y Windows para especificar la posicion de lectura en un archivo de acceso aleatorio?. Cada operacion read debe especificar siempre la posicion exacta en bytes desde el inicio del archivo. Una operacion especial llamada seek que establece la posicion actual, despues de la cual el archivo se lee secuencialmente desde ahi. Ninguno de los dos sistemas permite el acceso aleatorio a archivos.

¿Cual es el proposito de la bandera de archivo (archive flag) mencionada entre los atributos de archivos?. Indicar si el archivo contiene codigo ejecutable o solo datos. Llevar el registro de si el archivo se ha respaldado recientemente; el programa de respaldo lo desactiva y el sistema operativo lo activa al modificar el archivo. Marcar archivos que deben eliminarse automaticamente al cerrar sesion.

Segun el listado de llamadas al sistema para archivos, ¿cual es el proposito principal de la llamada 'open'?. Eliminar permanentemente el archivo del disco. Permitir que el sistema lleve los atributos y la lista de direcciones de disco a memoria principal, para tener acceso rapido en llamadas posteriores. Cambiar el nombre del archivo sin necesidad de copiarlo.

¿Cual es la diferencia entre las llamadas 'write' y 'append' segun el texto?. Append es una forma restringida de write que solo puede agregar datos al final del archivo; write puede escribir en cualquier posicion (incluida la posicion actual, sobrescribiendo datos existentes). Ambas llamadas son completamente identicas en todos los sistemas operativos. Write solo funciona con archivos de texto ASCII; append solo funciona con archivos binarios.

¿Que es el MBR (Master Boot Record) y donde se ubica?. Se ubica en el sector 0 del disco y contiene el programa de arranque mas la tabla de particiones con las direcciones de inicio y fin de cada particion. Es un archivo oculto dentro del directorio raiz de cada particion, creado por el sistema de archivos despues del arranque. Es la primera entrada del superbloque, que solo existe en sistemas de archivos basados en nodos-i.

¿Cual es la informacion tipica que contiene el superbloque de una particion?. Un numero magico para identificar el tipo de sistema de archivos, el numero de bloques que contiene, y otra informacion administrativa clave. Unicamente la lista completa de nombres de todos los archivos del sistema. El codigo ejecutable completo del sistema operativo que se va a cargar.