SISTEMAS OPERATIVOS PARTE 2

¿Cuales son las dos ventajas principales de la asignacion contigua de bloques de disco para archivos?. Es simple de implementar (solo se necesita la direccion del primer bloque y el numero de bloques) y el rendimiento de lectura es excelente porque el archivo completo se lee en una sola operacion. Permite que los archivos crezcan indefinidamente sin ninguna limitacion de espacio en disco. Elimina por completo la necesidad de cualquier tipo de directorio o tabla de asignacion.

¿Por que la asignacion contigua es factible y ampliamente utilizada en CD-ROMs, segun el texto?. Porque los CD-ROMs tienen una velocidad de lectura mucho mayor que los discos duros. Porque todos los tamanos de archivo se conocen de antemano y nunca cambiaran durante el uso subsiguiente del sistema de archivos del CD-ROM. Porque los CD-ROMs no requieren ningun tipo de sistema de archivos formal.

¿Cual es la principal desventaja de la asignacion de lista enlazada (sin tabla en memoria) para archivos?. El acceso aleatorio es en extremo lento, ya que para llegar al bloque n el sistema debe leer secuencialmente los n-1 bloques anteriores. No se puede utilizar ningun bloque del disco debido a fragmentacion excesiva. Requiere que el directorio almacene la direccion de cada bloque individual del archivo.

¿Que es la FAT (File Allocation Table) y como mejora sobre la lista enlazada simple?. Es una tabla en memoria principal que contiene los apuntadores de cada bloque, permitiendo seguir la cadena sin hacer referencias al disco, mejorando el acceso aleatorio. Es una estructura que solo existe en discos opticos como CD-ROM y DVD. Es identica en funcionamiento a un nodo-i, sin ninguna diferencia practica.

¿Cual es la principal desventaja de la FAT, segun el calculo del texto con un disco de 500 GB y bloques de 1 KB?. Toda la tabla debe estar en memoria todo el tiempo; con 500 GB y bloques de 1 KB, la tabla puede ocupar 600 a 800 MB de memoria principal permanentemente. La FAT no puede representar archivos mayores a 1 MB bajo ninguna circunstancia. Cada entrada de la FAT requiere obligatoriamente 64 bytes de almacenamiento.

¿Cual es la gran ventaja del esquema de nodos-i sobre la asignacion de lista enlazada con tabla en memoria (FAT)?. El nodo-i necesita estar en memoria solo cuando el archivo correspondiente esta abierto, por lo que la memoria total ocupada es proporcional al numero maximo de archivos ABIERTOS simultaneamente, no al tamano del disco. Los nodos-i eliminan por completo la necesidad de cualquier bit de presente/ausente. Los nodos-i solo pueden usarse en sistemas de archivos de solo lectura como los de CD-ROM.

¿Como resuelven los nodos-i el problema de un archivo que crece mas alla del numero fijo de direcciones de disco que caben en el nodo-i?. Reservando la ultima direccion de disco no para un bloque de datos, sino para la direccion de un bloque que contenga mas direcciones de bloques de disco (bloque indirecto). Limitando de forma permanente el tamano maximo de cualquier archivo a 4 KB. Creando automaticamente un segundo nodo-i completamente independiente sin ninguna relacion con el primero.

¿Cual es la diferencia entre los esquemas de directorio de Windows y UNIX respecto al almacenamiento de atributos, segun la figura 4-14 del texto?. Windows almacena los atributos directamente en la entrada de directorio; UNIX almacena solo el nombre y un numero de nodo-i, dejando los atributos en el nodo-i. Ambos sistemas operativos almacenan los atributos exactamente de la misma manera, sin ninguna diferencia. UNIX almacena los atributos en la entrada de directorio; Windows usa exclusivamente nodos-i para todo.

¿Cual es la diferencia entre un vinculo duro (liga dura) y un vinculo simbolico (liga simbolica)?. El vinculo duro incrementa el contador en el nodo-i del archivo compartido; el vinculo simbolico crea un pequeno archivo separado que solo contiene el nombre de la ruta del archivo original. Ambos tipos de vinculo son exactamente equivalentes en todos los aspectos tecnicos. El vinculo simbolico solo puede usarse dentro del mismo disco, mientras que el vinculo duro puede cruzar fronteras de red.

¿Que problema ocurre con los vinculos duros cuando el propietario original elimina el archivo compartido, segun la figura 4-17 del texto?. El sistema elimina automaticamente todas las entradas de directorio que apunten al archivo, sin ningun problema. Solo se elimina la entrada de directorio de C, pero el nodo-i permanece intacto (con la cuenta en 1); B sigue teniendo acceso a un archivo que en los registros de cuotas sigue perteneciendo a C. El archivo se vuelve completamente inaccesible para todos los usuarios de inmediato.

¿Cual es la idea fundamental detras del sistema de archivos LFS (Log-structured File System)?. Estructurar todo el disco como un registro (log); las escrituras pendientes se recolectan en buffer y se escriben como un solo segmento continuo al final del registro. Eliminar por completo el uso de nodos-i, reemplazandolos con un esquema de paginacion pura. Forzar que cada escritura individual de un byte se realice de inmediato en el disco sin ningun buffer.

¿Cual es la funcion del 'hilo limpiador' (cleaner thread) en LFS?. Eliminar permanentemente todos los archivos temporales del sistema cada 24 horas. Explorar el registro circularmente para compactarlo, verificando que nodos-i y bloques siguen en uso, descartando informacion obsoleta y reescribiendo la informacion viva en nuevos segmentos. Cifrar automaticamente todos los segmentos antes de escribirlos en disco.

¿Cual es la idea central de un sistema de archivos por bitacora (Journaling File System, JFS)?. Mantener un registro de lo que va a realizar el sistema de archivos ANTES de hacerlo, de manera que si el sistema falla, al reiniciar pueda revisar el registro y completar el trabajo pendiente. Almacenar una copia completa redundante de cada archivo en una ubicacion fisica distinta del disco. Prohibir cualquier tipo de escritura al disco hasta que el sistema este completamente apagado.

¿Cuales sistemas de archivos cita el texto como ejemplos que usan bitacora (journaling)?. FAT-16 y FAT-32 exclusivamente. NTFS de Microsoft, asi como ext3 y ReiserFS de Linux. Solo los sistemas de archivos de CD-ROM como ISO 9660.

Para que funcione correctamente un sistema de archivos por bitacora, ¿que propiedad deben tener las operaciones registradas?. Deben ser idempotentes, es decir, poder repetirse todas las veces que sea necesario sin peligro. Deben ejecutarse siempre en un orden aleatorio para evitar ataques de prediccion. Deben requerir la autorizacion manual de un administrador del sistema antes de cada ejecucion.

¿Que es el VFS (Virtual File System) y cual es su proposito principal segun el texto?. Abstraer la parte del sistema de archivos comun a todos los sistemas de archivos, colocando ese codigo en una capa separada que llama a los sistemas de archivos concretos subyacentes. Reemplazar por completo a todos los sistemas de archivos fisicos con un sistema puramente virtual en RAM. Funcionar exclusivamente con sistemas de archivos remotos a traves de NFS, sin soporte para discos locales.

¿Cual es la concesion fundamental (trade-off) al elegir el tamano de bloque de un sistema de archivos, segun el texto?. Un tamano de bloque grande desperdicia espacio en disco con archivos pequenos; un tamano de bloque pequeno reduce el rendimiento porque los archivos abarcan mas bloques, requiriendo mas busquedas y retrasos rotacionales. El tamano de bloque no tiene ningun impacto medible en el rendimiento ni en el uso del espacio. Los bloques grandes siempre son superiores en todos los aspectos a los bloques pequenos.

Segun el estudio de Tanenbaum y colaboradores (2006) citado en el texto, ¿cual era aproximadamente el tamano de archivo PROMEDIO observado en la VU en 2005?. Aproximadamente 2475 bytes. Aproximadamente 250 KB. Aproximadamente 4 MB.

¿Cuales son los dos metodos ampliamente utilizados para llevar el registro de bloques libres en disco?. Una lista enlazada de bloques de disco libres, y un mapa de bits. Un arbol binario balanceado y una tabla hash distribuida. Un registro centralizado en la nube y un sistema de blockchain.

Segun el calculo del texto para un disco de 500 GB con bloques de 1 KB, ¿que metodo de registro de bloques libres requiere MENOS espacio de almacenamiento?. La lista enlazada, porque requiere solo 4 bytes por entrada. El mapa de bits, porque utiliza solo 1 bit por bloque en comparacion con 32 bits en el modelo de lista enlazada, requiriendo poco menos de 60,000 bloques de 1 KB. Ambos metodos requieren exactamente la misma cantidad de espacio en todos los casos.

En el sistema de cuotas de disco descrito en el texto, ¿cual es la diferencia entre el limite suave y el limite duro?. El limite suave se puede exceder temporalmente (con advertencias), pero el limite duro nunca se puede exceder; superar el limite suave repetidamente puede impedir que el usuario inicie sesion. El limite duro se puede exceder libremente, mientras que el limite suave es absolutamente infranqueable. Ambos limites tienen exactamente las mismas consecuencias y no existe ninguna diferencia practica.

¿Cuales son los dos problemas principales que resuelven los respaldos del sistema de archivos, segun el texto?. Recuperarse de un desastre (falla de hardware, incendio, inundacion) y recuperarse de la estupidez (eliminacion accidental de archivos por el usuario). Mejorar la velocidad de lectura del disco y reducir la fragmentacion automaticamente. Aumentar la capacidad total de almacenamiento disponible en el sistema.

¿Cual es la diferencia entre un vaciado fisico y un vaciado logico al realizar un respaldo?. El vaciado fisico copia todos los bloques del disco en orden empezando en el bloque 0; el vaciado logico empieza en directorios especificados y vacia recursivamente archivos modificados desde una fecha base. El vaciado fisico solo puede usarse con cintas magneticas, mientras que el logico solo funciona con discos duros como destino. Ambos metodos son identicos, solo cambia la velocidad de ejecucion.

¿Cuales son las principales DESVENTAJAS del vaciado fisico, segun el texto?. La incapacidad de omitir directorios seleccionados, realizar vaciados incrementales, o restaurar archivos individuales a peticion del usuario. Es mucho mas lento que el vaciado logico en todos los casos posibles. Requiere mucho mas espacio en cinta que el vaciado logico para la misma cantidad de datos utiles.

En el algoritmo de vaciado logico de cuatro fases descrito en el texto, ¿por que se vacian tambien los directorios NO modificados que estan en la ruta hacia un archivo modificado?. Para permitir restaurar el sistema completo en una computadora distinta y para poder restaurar un solo archivo en forma incremental sin tener que recrear manualmente toda la jerarquia de directorios. Porque el algoritmo no es capaz de distinguir entre directorios modificados y no modificados. Es un error de diseno del algoritmo que desperdicia espacio en cinta sin ningun beneficio practico.

¿Que herramientas utilitarias menciona el texto para verificar la consistencia del sistema de archivos en UNIX y en Windows?. fsck en UNIX y scandisk en Windows. chkdsk en UNIX y fsverify en Windows. Ambos sistemas operativos usan exactamente la misma herramienta, llamada checkfs.

En la verificacion de consistencia de bloques, ¿que situacion representa un 'bloque faltante' segun la figura 4-27(b) del texto?. Un bloque que no aparece en la tabla de bloques en uso NI en la tabla de bloques libres. Un bloque que aparece simultaneamente en dos archivos distintos. Un bloque que aparece dos veces en la lista de bloques libres.

¿Cual es la accion correctiva que debe tomar el verificador del sistema de archivos cuando encuentra un bloque de datos duplicado en dos o mas archivos (el peor de los casos descritos)?. Eliminar automaticamente ambos archivos sin posibilidad de recuperacion. Asignar un bloque libre, copiar el contenido del bloque duplicado en el, e insertar la copia en uno de los archivos, para que la estructura quede consistente (aunque el contenido de uno termine con basura). Ignorar el problema, ya que no afecta en absoluto la integridad del sistema de archivos.

¿Cual es la principal tecnica utilizada para reducir los accesos al disco en un sistema de archivos, segun el texto?. La cache de bloques o cache de buffer, una coleccion de bloques que pertenecen logicamente al disco pero se mantienen en memoria por razones de rendimiento. Reducir el numero maximo de archivos que se pueden abrir simultaneamente en el sistema. Desactivar por completo el uso de directorios jerarquicos en favor de un espacio de nombres plano.

¿Por que el LRU exacto NO es deseable para todos los bloques en la cache de buffer, segun el texto?. Si un bloque critico (como un bloque de nodos-i) se modifica pero queda al final de la cadena LRU, puede pasar mucho tiempo antes de que se vuelva a escribir en disco, dejando al sistema vulnerable a inconsistencias en caso de falla. El LRU exacto es imposible de implementar tecnicamente en cualquier sistema operativo moderno. El LRU exacto solo funciona correctamente con discos de estado solido (SSD), nunca con discos magneticos tradicionales.