República Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educación Superior

I.U.P. “Santiago Mariño”Sistemas Operativos

ESTRUCTURA DE DATOS, ALMACENAMIENTO Y SU RELACIÓN CON LOS SISTEMAS OPERATIVOS

Integrantes:Ing. Miguel Ramírez C.I. 21.354.096Ing. Alejandro Pérez C.I. 18.285.681

Maracaibo, Junio 2013

Ing. Miguel Ramírez

C.I. 21.354.096

0426-9077587

Shinya.mcl@gmail.com

Ing. Alejandro Pérez

C.I. 18.285.681

0426-4668544

Friz133@hotmail.com

Estructura de Datos

La información que se procesa en la computadora es un conjunto de datos, que pueden ser simples o estructurados. Los datos simples son aquellos que ocupan sólo una localidad de memoria, mientras que los estructurados son un conjunto de casillas de memoria a las cuales hacemos referencia mediante un identificador único.

Debido a que por lo general tenemos que tratar con conjuntos de datos y no con datos simples (enteros, reales, booleanos, etc.) que por sí solos no nos dicen nada, ni nos sirven de mucho, es necesario tratar con estructuras de datos adecuadas a cada necesidad.

Ing. Miguel Ramírez

Estructura de Datos

Las estructuras de datos son una colección de datos cuya organización se caracteriza por las funciones de acceso que se usan para almacenar y acceder a elementos individuales de datos.

Una estructura de datos se caracteriza por lo siguiente:

Pueden descomponerse en los elementos que la forman.

La manera en que se colocan los elementos dentro de la estructura afectará la forma en que se realicen los accesos a cada elemento.

La colocación de los elementos y la manera en que se accede a ellos puede ser encapsulada.

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Estructura de Datos

Otras operaciones que se pueden realizar son:

Ordenamiento, de los elementos pertenecientes a la estructura.

Apareo, dadas dos estructuras originar una nueva ordenada y que contenga a las apareadas.

Cada estructura ofrece ventajas y desventajas en relación a la simplicidad y eficiencia para la realización de cada operación. De esta forma, la elección de la estructura de datos apropiada para cada problema depende de factores como la frecuencia y el orden en que se realiza cada operación sobre los datos.

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Tipos de datos elementales

Binarios • Bit • Byte

Numéricos • Entero • Real

Alfanuméricos • Carácter • Cadena

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Estructura de Datos

Vectores (matriz o array) Registro (estructura de datos) Listas Enlazadas

• Listas Simples • Listas Dobles • Listas Circulares • Listas por saltos (Skip lists)

Pilas (stack) Colas (queue) Árboles

Tipos de Estructura de Datos

Estructuras de datos estáticas

Estructuras de datos dinámicas

Clasificación de los Tipos de Datos

Tipos de Datos

Estáticos

Simples

Dinámicos

Cadena Estructu-rados

Puntero

-Ordinales:IntegerBoleanCharEnumeradosSubrango

-No OrdinalesReales

Arrays RegistrosArchivos

Procedimientos

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Vectores (Matriz o array)Es una zona de almacenamiento continuo, que contiene una serie de elementos del

mismo tipo, los elementos de la matriz. Desde el punto de vista lógico una matriz se puede ver como un conjunto de elementos ordenados en fila (o filas y columnas si tuviera dos dimensiones).

En principio, se puede considerar que todas las matrices son de una dimensión, la dimensión principal, pero los elementos de dicha fila pueden ser a su vez matrices (un proceso que puede ser recursivo), lo que nos permite hablar de la existencia de matrices multidimensionales, aunque las más fáciles de imaginar son los de una, dos y tres dimensiones.

Arreglo Unidimensional

Arreglo Bidimensional

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Registro (estructura de datos)

Registros es un tipo de datos formado por una colección finita de elementos no necesariamente homogéneos.

El acceso se realiza a través de una referencia al nombre del registro seguido del campo específico al que se desea acceder y delimitado por un punto.

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Listas enlazadas

En una lista enlazada, los datos se almacenan dinámicamente y cada nodo se crea conforme se necesita. Las listas de datos pueden almacenarse en arreglos, pero las listas enlazadas proporcionan varias ventajas. Una lista enlazada es adecuada cuando es impredecible el número de datos a almacenar en la estructura. Las listas enlazadas pueden mantenerse de forma ordenada simplemente insertando cada nuevo dato en el punto adecuado de la lista sin necesidad de mover los elementos existentes en la lista.

Las listas enlazadas tienen la desventaja que por cada dato de la lista requiere de un espacio de memoria para el enlace al próximo dato, adicionalmente la asignación dinámica de memoria incurre en la sobrecarga de llamadas a función a diferencia del acceso a un elemento de un arreglo, que se realiza directamente calculando la posición del elemento con respecto a la dirección de inicio del arreglo.

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Pilas (stack)

Una pila (stack) es un tipo especial de una lista enlazada, ya que los nuevos nodos sólo pueden agregarse o eliminarse por la cabecera de la lista, generalmente llamado tope o cima de la pila. Se caracteriza por ser una estructura LIFO (último en entrar primero en salir, Last Input First Output).

A la derecha podemos observar la implementación de una pila en una lista enlazada.

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Colas (queue)

Una cola (queue) es similar a una cola de personas para comprar entradas al cine, la primera persona que está en la cola, es la primera en ser atendida, las nuevas personas que lleguen deben agregarse al final de la cola. En una cola implementada con una lista enlazada, los nodos de una cola se eliminan solamente desde el inicio de la lista y se insertan solamente al final de la lista. Se caracteriza por ser una estructura FIFO (primero en entrar primero en salir, First Input First Output).

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Árboles Pueden usarse los árboles

para representar la información en una estructura jerárquica. Los árboles pueden procesarse en forma recursiva y son muy adaptables a pruebas matemáticas. El estudio de árboles ilustra las conexiones entre varios temas de la matemática discreta y ofrece oportunidades para aprovechar la matemática formal en la programación práctica. La idea de estructura jerárquica es muy usada en la práctica. Por ejemplo, los libros son a menudo organizados como una sucesión de capítulos cada uno de los cuales son una sucesión de secciones que puede tener subdivisiones, y así sucesivamente. Una empresa puede organizarse como las colecciones de unidades comerciales cada uno de las cuales pueden tener varias secciones. Las secciones, a su vez, pueden tener secciones múltiples, y así sucesivamente.

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Tipos de estructura de datos Estructura de Datos Estáticas:

Son aquellas en las que el tamaño ocupado en memoria se define antes de que el programa se ejecute y no puede modificarse dicho tamaño durante la ejecución del programa.

Estas estructuras están implementadas en casi todos los lenguajes.Su principal característica es que ocupan solo una casilla de memoria, por lo tanto una variable simple  hace referencia a un único valor a la vez, dentro de este grupo  de datos se encuentra:

- Enteros- Reales- Caracteres- Boléanos- Enumerados- SubrangosNota: Los últimos no existen en algunos lenguajes de programación.

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Ing. Miguel Ramírez

Tipos de estructura de datos

Estructura de Datos Dinámicas:

No tienen las limitaciones o restricciones en el tamaño de memoria ocupada que son propias de las estructuras

estáticas.Mediante el uso de un tipo de datos especifico, denominado puntero, es posible construir estructuras de datos dinámicas que no son soportadas por la mayoría de los lenguajes, pero que en aquellos que si tienen estas características ofrecen soluciones eficaces y efectivas en la solución de problemas complejos.Se caracteriza por el hecho de que con un nombre se hace referencia a un grupo de casillas de memoria, es decir un dato estructurado tiene varios componentes.

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Almacenamiento y su relación con los sistemas operativos

Cantidades de datos se manejan con el uso del computador, son absolutamente necesarios y son generados por los diferentes procesos o por el Usuario, ante esto el Sistema Operativo almacena dichos datos mediante las funciones de:

Gestión de la memoria principal: la memoria es una gran tabla de palabras o bytes que se referencian cada una mediante una dirección única. Este almacén de datos de rápido acceso es compartido por el CPU y los dispositivos de E/S, es volátil y pierde su contenido ante fallos del sistema.

Gestión del almacenamiento secundario: un sistema de almacenamiento secundario es necesario, ya que la memoria principal (almacenamiento primario) es volátil y además muy pequeña para almacenar todos los programas y datos. También es necesario mantener los datos que no convenga mantener en la memoria principal.

Ing. Alejandro Pérez

Almacenamiento y su relación con los sistemas operativos

El Sistema Operativo es responsable de: conocer qué partes de la memoria están siendo utilizadas y por

quién, también se encarga de decidir qué procesos se cargarán en memoria cuando haya espacio disponible asignar y reclamar espacio de memoria cuando sea necesario.

El Sistema Operativo se encarga de: Planificar los discos. Gestionar el espacio libre. Asignar el almacenamiento. Verificar que los datos se guarden en orden

Ing. Alejandro Pérez