11.Cómo logra mejorar el rendimiento de la atención de las interrupciones en las rutinas de interrupción?
Linux logra un buen rendimiento o puede atender numerosos eventos sin perder datos debido a que divide las rutinas de interrupción en mitad superior (lo urgente) y mitad inferior (lo postergable).
12.Cómo administra Linux la memoria física, cuando las tareas le piden memoria? Por qué hay 3 zonas?
Linux ofrece un conjunto de paginas físicas (marcos) cuando un proceso (tarea) solicita memoria (aunque la solicitud incluya un solo marco). Linux por una cuestión de compatibilidad administra tres zona de memoria:
•DMA: cuando las direcciones no superan los 16 MB (para los viejos Intel 80x86)
•Normal: cuando los direccionamiento van entre 16 y 896 MB.
•Highmem: para direcciones mayores de 896 MB y en procesadores de 32 bits hasta 4 GB
13.Cómo administra Linux la memoria del kernel?
Las últimas versiones de Linux administra el espacio del kernel a través de franjas, que es un mecanismo que genera menos Fragmentación Interna que la descomposición binaria que se usaba antes. Estas franjas contienen cachés que guardan objetos del mismo tipo y pertenecen al kernel. Cuando un módulo del kernel solicita espacio para un nuevo objeto se trata de darle una franja con caché del mismo tipo que esté parcialmente ocupada, en caso de que no haya se le asigna o crea una franja vacía.
14.A qué se les denomina regiones en memoria virtual de Linux?
El concepto de memoria virtual tiene sentido para los espacios de direcciones de los procesos, por lo que la administración de sus direccionamientos es realizada por el kernel que mantiene estructuras diferentes según la región del proceso que intente acceder. Es decir las regiones tiene sentido lógico o para el proceso (área de código, de datos, heap o pila). Los algoritmos y la estructura que mantiene el kernel tratan de controlar esta administración particular.
15.Cuál es el criterio del algoritmo de reemplazo de páginas en Linux?
Linux utiliza paginación bajo demanda como criterio de carga de las páginas de un proceso en memoria principal. Los procesos tienen un límite en los marcos asignados, si el proceso sea excedido, Linux le ofrece un algoritmo de sustitución de páginas llamados de “segunda oportunidad”, semejante al algoritmos del reloj, que va anotando en un bit la nueva demanda de página y se comporta como FIFO en el sentido de intentar reemplazar la página más vieja, aunque revisa si fue demandada más de una vez con este bit.
16.A qué se le denomina sistema de archivos virtual en Linux? Qué ventajas tiene?
Al igual que Unix, Linux considera archivos a muchos recursos (dispositivos, etc). Además de estas ventajas, Linux intenta reconocer muchos sistemas de archivos (cosa que Windows no). Esto lo consigue con el concepto de sistema de archivos virtual, considerando a los archivos como objetos. Le destina una capa superior de software para manejar estos objetos definiendo cuatro tipos principales: inodo, archivo, superbloque y entrada del directorio. La capa de estos objetos se comunica con el kernel, orientándolo respecto del tipo específico de archivos que se trate
17.Cuál es la característica de ext2fs (el sistema de archivos de Linux)? Cómo asigna los bloques a los archivos?
Ext2fs (sistema de archivos extendido versión 2) ha heredado el viejo sistema de archivos de Unix System V (excelente sistema de archivo que hacía muy buena administración del espacio del disco, ya que para archivos pequeños los punteros de los 10 primeros bloques estaban en el mismo inodo y si el archivo necesitaba más espacio, los punteros apuntaban a bloques de direcciones de los bloques de datos, en forma indirecta). Utiliza bloques de 1KB, aunque trata de asignar bloques contigüos en grupos que pertenezcan al mismo cilindro o a cilindros adyacentes (esto mejora el rendimiento de las operaciones de E/S). Administra los bloques libres con un mapa de bits (bit=1 es bloque libre) y trata de asignar el Byte completo (8bits con 1), 8 bloques libres es por defecto la unidad de asignación para los archivos, pero puede llevar a fragmentación Interna (asignados pero no usados). Recordar que como Unix, la asignación es indexada, por lo que no tendría que tener fragmentación externa (siempre puede asignar bloque libre). Ubica a los archivos en el mismo grupo de bloques del inodo del archivo. A su vez a los inodos de archivos los guarda en el mismo grupo del inodo directorio que los contiene. Y a los inodos directorio los trata de alojar en forma dispersa por todo el disco (entre todos los grupos de cilindros de bloques disponibles)
18.Qué significa que un sistema de archivos use journaling o diario? Qué ventajas tiene?
Casi todos los sistemas de archivos modernos usan la técnica de Registro, esto es escriben secuencialmente (registran) en el disco las operaciones que modifican el sistema de archivo (en lo que se llama el registro). Al conjunto de las operaciones que hace una tarea específica se le denomina transacción (porque debe ser efectuada sin interrupción lógica, como un solo paquete). Estas actualizaciones en el disco llevan tiempo porque tocan datos y metadatos (que normalmente están en bloques diferentes). Lo que se hace es devolver el control al proceso que hizo una llamada al sistema como Write (p. ej), inmediatamente que se escribió en el registro (para ganar paralelismo) y se la marca como commited (confirmada). Cuando haya tiempo (no aparezcan nuevas solicitudes de E/S), se aprovecha para guardar en sus verdaderos lugares (bloques) los datos y metadatos (en los inodos) las actualizaciones. Esto además de las ventajas de velocidad, minimiza los riesgos de pérdida de información por cortes de energía (se pierde la información de Mp). Ext2fs no tiene registro, pero ext3fs sí.
19.Para qué sirve el sistema de archivos /proc?
Llamado sistema de archivos de proceso, fue una herramienta inventada por SVR4 (de los lab Bell) como mecanismo para mejorar la depuración de procesos del kernel. Cada subdirectorio de este sistema de archivos se corresponde con un proceso activo. Linux mejora esta herramienta, agregando directorios adicionales y archivos de texto en el directorio raíz (sirven para llevar estadísticas del kernel y sus controladores (drivers) cargados). Lo bueno es que los programas de usuario, pueden acceder a esta información a través de estos archivos de texto. Un ejemplo de esto, es que ps (que es un comando que muestra el estado de los procesos), antes se implementaba como un proceso privilegiado, porque debía sacar información del kernel, ahora con /proc, lo puede hacer a nivel de usuario. En Linux, los inodos se identifican con 32 bits, mientras que los procesos con 16. Así que la identificación de inodo se hace con los 16 bits más significativos que identifican al proceso y los otros 16, para definir qué información del proceso se guarda. Cuando PID es cero, ese inodo contiene información global del sistema: memoria libre, valores de rendimiento y controladores en ejecución.
20.Qué diferencia hay entre los dispositivos de bloque y los de caracteres?
En los de bloque (permiten almacenar información) se puede acceder en forma directa, porque se identifican los bloques con un número único. Son ejemplo: los discos (duros, diskettes, CD, etc) y las memorias flash. Pueden usarse con y sin sistema de archivos. Los administradores de bases de datos usan los discos sin sistemas de archivos comunes (les da mejor rendimiento y control). Los de caracteres (sirven para comunicación, no para almacenamiento), la información llega o sale del computador en forma de tren de binarios (en serie). No se puede identificar grupos ni hacer accesos directos.
21.Qué es una señal para Linux?, para que sirven? Si un proceso está en modo kernel, usa señales?
Las señales, como las rutinas de interrupción, son rutinas o programas que se prevé que se ejecutarán cuando se las solicite. Al igual que en Unix, Linux usa las señales como mecanismo de notificación de eventos entre procesos o entre el SO y los procesos. El SO usa un campo del PCB para anotarle el num de señal que tendrá que ejecutar (obligatoriamente o no), cuando le toque nuevamente ejecución. Tiene como limitación (al contrario que las interrupciones) que sólo se puede pedir que se ejecute una por vez (no hay colas de señales), no se acumulan, se sobreescriben los num de señales en el campo del PCB. Si una tarea está en modo kernel, no espera señales para ser notificado de un evento, sino que cambia de estado (bloqueándose) y esperando en cola a ese suceso. Esto permite que muchos procesos que esperan en cola, se activen cuando éste ocurra. Las señales son personales (sirven para un solo proceso), los semáforos ofrecen notificación (signal) y bloqueo a varios procesos. Además Linux ofrece tratar a muchos semáforos como un solo paquete atómico (semáforos múltiples).
22.Que es un pipe para Linux?
Linux hereda de Unix los pipes (archivos temporales del tipo cola o FIFO) que sirven para comunicar 2 o más procesos a través de este archivo. Tiene la ventaja que la sincronización y comunicación está facilitada por el SO (no permite que un proceso productor deje más datos si el pipe está lleno, o que saque un consumidor si está vacío), bloqueando los procesos, si es necesario. Además cuida la exclusión mutua (sólo un proceso por vez permanece en el pipe)
23.Qué es autenticación y control de acceso en Linux?
Autenticación es la norma que tienen muchos SO para exigir que el acceso sea hecho por personas autorizadas. En la autenticación se exige nombre de usuario y contraseña (datos que se guardan encriptados).
Control de acceso se le denomina al mecanismo que se adjunta a cada objeto que se desea proteger de accesos no autorizados. En realidad es muy sencillo, se lo implementa con 9 bits (3 para el dueño, 3 para el grupo de amigos del dueño y los 3 para el resto del mundo), cada terna de bits identifica si puede leer, escribir o ejecutar. Si el bit está en 1, entonces puede hacerlo.
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Linux logra un buen rendimiento o puede atender numerosos eventos sin perder datos debido a que divide las rutinas de interrupción en mitad superior (lo urgente) y mitad inferior (lo postergable).
12.Cómo administra Linux la memoria física, cuando las tareas le piden memoria? Por qué hay 3 zonas?
Linux ofrece un conjunto de paginas físicas (marcos) cuando un proceso (tarea) solicita memoria (aunque la solicitud incluya un solo marco). Linux por una cuestión de compatibilidad administra tres zona de memoria:
•DMA: cuando las direcciones no superan los 16 MB (para los viejos Intel 80x86)
•Normal: cuando los direccionamiento van entre 16 y 896 MB.
•Highmem: para direcciones mayores de 896 MB y en procesadores de 32 bits hasta 4 GB
13.Cómo administra Linux la memoria del kernel?
Las últimas versiones de Linux administra el espacio del kernel a través de franjas, que es un mecanismo que genera menos Fragmentación Interna que la descomposición binaria que se usaba antes. Estas franjas contienen cachés que guardan objetos del mismo tipo y pertenecen al kernel. Cuando un módulo del kernel solicita espacio para un nuevo objeto se trata de darle una franja con caché del mismo tipo que esté parcialmente ocupada, en caso de que no haya se le asigna o crea una franja vacía.
14.A qué se les denomina regiones en memoria virtual de Linux?
El concepto de memoria virtual tiene sentido para los espacios de direcciones de los procesos, por lo que la administración de sus direccionamientos es realizada por el kernel que mantiene estructuras diferentes según la región del proceso que intente acceder. Es decir las regiones tiene sentido lógico o para el proceso (área de código, de datos, heap o pila). Los algoritmos y la estructura que mantiene el kernel tratan de controlar esta administración particular.
15.Cuál es el criterio del algoritmo de reemplazo de páginas en Linux?
Linux utiliza paginación bajo demanda como criterio de carga de las páginas de un proceso en memoria principal. Los procesos tienen un límite en los marcos asignados, si el proceso sea excedido, Linux le ofrece un algoritmo de sustitución de páginas llamados de “segunda oportunidad”, semejante al algoritmos del reloj, que va anotando en un bit la nueva demanda de página y se comporta como FIFO en el sentido de intentar reemplazar la página más vieja, aunque revisa si fue demandada más de una vez con este bit.
16.A qué se le denomina sistema de archivos virtual en Linux? Qué ventajas tiene?
Al igual que Unix, Linux considera archivos a muchos recursos (dispositivos, etc). Además de estas ventajas, Linux intenta reconocer muchos sistemas de archivos (cosa que Windows no). Esto lo consigue con el concepto de sistema de archivos virtual, considerando a los archivos como objetos. Le destina una capa superior de software para manejar estos objetos definiendo cuatro tipos principales: inodo, archivo, superbloque y entrada del directorio. La capa de estos objetos se comunica con el kernel, orientándolo respecto del tipo específico de archivos que se trate
17.Cuál es la característica de ext2fs (el sistema de archivos de Linux)? Cómo asigna los bloques a los archivos?
Ext2fs (sistema de archivos extendido versión 2) ha heredado el viejo sistema de archivos de Unix System V (excelente sistema de archivo que hacía muy buena administración del espacio del disco, ya que para archivos pequeños los punteros de los 10 primeros bloques estaban en el mismo inodo y si el archivo necesitaba más espacio, los punteros apuntaban a bloques de direcciones de los bloques de datos, en forma indirecta). Utiliza bloques de 1KB, aunque trata de asignar bloques contigüos en grupos que pertenezcan al mismo cilindro o a cilindros adyacentes (esto mejora el rendimiento de las operaciones de E/S). Administra los bloques libres con un mapa de bits (bit=1 es bloque libre) y trata de asignar el Byte completo (8bits con 1), 8 bloques libres es por defecto la unidad de asignación para los archivos, pero puede llevar a fragmentación Interna (asignados pero no usados). Recordar que como Unix, la asignación es indexada, por lo que no tendría que tener fragmentación externa (siempre puede asignar bloque libre). Ubica a los archivos en el mismo grupo de bloques del inodo del archivo. A su vez a los inodos de archivos los guarda en el mismo grupo del inodo directorio que los contiene. Y a los inodos directorio los trata de alojar en forma dispersa por todo el disco (entre todos los grupos de cilindros de bloques disponibles)
18.Qué significa que un sistema de archivos use journaling o diario? Qué ventajas tiene?
Casi todos los sistemas de archivos modernos usan la técnica de Registro, esto es escriben secuencialmente (registran) en el disco las operaciones que modifican el sistema de archivo (en lo que se llama el registro). Al conjunto de las operaciones que hace una tarea específica se le denomina transacción (porque debe ser efectuada sin interrupción lógica, como un solo paquete). Estas actualizaciones en el disco llevan tiempo porque tocan datos y metadatos (que normalmente están en bloques diferentes). Lo que se hace es devolver el control al proceso que hizo una llamada al sistema como Write (p. ej), inmediatamente que se escribió en el registro (para ganar paralelismo) y se la marca como commited (confirmada). Cuando haya tiempo (no aparezcan nuevas solicitudes de E/S), se aprovecha para guardar en sus verdaderos lugares (bloques) los datos y metadatos (en los inodos) las actualizaciones. Esto además de las ventajas de velocidad, minimiza los riesgos de pérdida de información por cortes de energía (se pierde la información de Mp). Ext2fs no tiene registro, pero ext3fs sí.
19.Para qué sirve el sistema de archivos /proc?
Llamado sistema de archivos de proceso, fue una herramienta inventada por SVR4 (de los lab Bell) como mecanismo para mejorar la depuración de procesos del kernel. Cada subdirectorio de este sistema de archivos se corresponde con un proceso activo. Linux mejora esta herramienta, agregando directorios adicionales y archivos de texto en el directorio raíz (sirven para llevar estadísticas del kernel y sus controladores (drivers) cargados). Lo bueno es que los programas de usuario, pueden acceder a esta información a través de estos archivos de texto. Un ejemplo de esto, es que ps (que es un comando que muestra el estado de los procesos), antes se implementaba como un proceso privilegiado, porque debía sacar información del kernel, ahora con /proc, lo puede hacer a nivel de usuario. En Linux, los inodos se identifican con 32 bits, mientras que los procesos con 16. Así que la identificación de inodo se hace con los 16 bits más significativos que identifican al proceso y los otros 16, para definir qué información del proceso se guarda. Cuando PID es cero, ese inodo contiene información global del sistema: memoria libre, valores de rendimiento y controladores en ejecución.
20.Qué diferencia hay entre los dispositivos de bloque y los de caracteres?
En los de bloque (permiten almacenar información) se puede acceder en forma directa, porque se identifican los bloques con un número único. Son ejemplo: los discos (duros, diskettes, CD, etc) y las memorias flash. Pueden usarse con y sin sistema de archivos. Los administradores de bases de datos usan los discos sin sistemas de archivos comunes (les da mejor rendimiento y control). Los de caracteres (sirven para comunicación, no para almacenamiento), la información llega o sale del computador en forma de tren de binarios (en serie). No se puede identificar grupos ni hacer accesos directos.
21.Qué es una señal para Linux?, para que sirven? Si un proceso está en modo kernel, usa señales?
Las señales, como las rutinas de interrupción, son rutinas o programas que se prevé que se ejecutarán cuando se las solicite. Al igual que en Unix, Linux usa las señales como mecanismo de notificación de eventos entre procesos o entre el SO y los procesos. El SO usa un campo del PCB para anotarle el num de señal que tendrá que ejecutar (obligatoriamente o no), cuando le toque nuevamente ejecución. Tiene como limitación (al contrario que las interrupciones) que sólo se puede pedir que se ejecute una por vez (no hay colas de señales), no se acumulan, se sobreescriben los num de señales en el campo del PCB. Si una tarea está en modo kernel, no espera señales para ser notificado de un evento, sino que cambia de estado (bloqueándose) y esperando en cola a ese suceso. Esto permite que muchos procesos que esperan en cola, se activen cuando éste ocurra. Las señales son personales (sirven para un solo proceso), los semáforos ofrecen notificación (signal) y bloqueo a varios procesos. Además Linux ofrece tratar a muchos semáforos como un solo paquete atómico (semáforos múltiples).
22.Que es un pipe para Linux?
Linux hereda de Unix los pipes (archivos temporales del tipo cola o FIFO) que sirven para comunicar 2 o más procesos a través de este archivo. Tiene la ventaja que la sincronización y comunicación está facilitada por el SO (no permite que un proceso productor deje más datos si el pipe está lleno, o que saque un consumidor si está vacío), bloqueando los procesos, si es necesario. Además cuida la exclusión mutua (sólo un proceso por vez permanece en el pipe)
23.Qué es autenticación y control de acceso en Linux?
Autenticación es la norma que tienen muchos SO para exigir que el acceso sea hecho por personas autorizadas. En la autenticación se exige nombre de usuario y contraseña (datos que se guardan encriptados).
Control de acceso se le denomina al mecanismo que se adjunta a cada objeto que se desea proteger de accesos no autorizados. En realidad es muy sencillo, se lo implementa con 9 bits (3 para el dueño, 3 para el grupo de amigos del dueño y los 3 para el resto del mundo), cada terna de bits identifica si puede leer, escribir o ejecutar. Si el bit está en 1, entonces puede hacerlo.
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