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Galería de mapas mentales Sistema operativo
Sistema operativo
Los puntos clave del examen final sobre sistemas operativos incluyen descripción general, gestión de procesos, gestión del procesador, gestión de la memoria, gestión de archivos, etc. Espero que ayude a todos.
Editado a las 2023-12-13 23:51:20,
- molecole che compongono le cellule
La seconda unità del corso obbligatorio di biologia ha riassunto e organizzato i punti di conoscenza, coprendo tutti i contenuti principali, il che è molto comodo da apprendere per tutti. Adatto per la revisione e l'anteprima degli esami per migliorare l'efficienza dell'apprendimento. Affrettati a ritirarlo per imparare insieme!
- Cambridge IGCS Chemistry Coursebook 2023 Capitolo 16 Riepilogo dei punti di conoscenza
Questa è una mappa mentale sull'estrazione e la corrosione del me. Il contenuto principale include: corrosione dei metalli, estrazione dei metalli e serie di reattività.
- Cambridge IGCS Chemistry Coursebook 2023 Capitolo 15 Riepilogo dei punti di conoscenza
Questa è una mappa mentale sulla reattività dei metalli. Il contenuto principale include: reazioni di spostamento dei metalli, serie di reattività dei metalli.
Sistema operativo
- molecole che compongono le cellule
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Questa è una mappa mentale sulla reattività dei metalli. Il contenuto principale include: reazioni di spostamento dei metalli, serie di reattività dei metalli.
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- Resumen
Sistema operativo
Descripción general
concepto de sistema operativo
estado del sistema operativo
El sistema operativo es la primera capa de software que cubre el bare metal.
Controle y administre directamente varios recursos de hardware
Proporcionar un entorno de trabajo para otros software y usuarios.
Es el centro de control y gestión de todo el sistema informático.
Varios usuarios de aplicaciones utilizan el software de aplicación correspondiente para completar diversas tareas.
El software de aplicación es desarrollado por desarrolladores de aplicaciones utilizando herramientas de desarrollo (por ejemplo, herramientas de programación de lenguajes de alto nivel).
El software de aplicación y las herramientas de desarrollo funcionan en el entorno operativo proporcionado por el sistema operativo. Su funcionamiento es administrado por el sistema operativo, el sistema operativo les asigna los recursos necesarios y el sistema operativo controla los dispositivos de E/S.
Funciones del sistema operativo
Proporcionar interfaz hombre-máquina
Interfaz de nivel de comando (los usuarios pueden emitir comandos a los trabajos a través de esta interfaz para controlar la ejecución de los trabajos. Esta interfaz se divide a su vez en interfaz de usuario en línea e interfaz de usuario fuera de línea)
interfaz de usuario en línea
Interfaz de usuario sin conexión (proporcionada para usuarios de trabajos por lotes, también denominada interfaz de usuario por lotes)
Interfaz a nivel de programa (que consta de un conjunto de comandos de llamada de funciones del sistema y módulos de programa que completan estos comandos)
interfaz gráfica
Administrar recursos informáticos
Gestión del procesador (la tarea del procesador es ejecutar el programa, y el proceso de un programa que se ejecuta en un determinado objeto de datos se denomina proceso, por lo que la gestión del procesador también se denomina gestión de procesos)
Ejecución secuencial de un solo programa: varios programas a ejecutar se ejecutan en un orden determinado. Solo después de completar un programa se puede ejecutar el siguiente, es decir, no se insertan otros programas durante la ejecución de un programa.
Ejecución concurrente de múltiples programas: almacene múltiples programas en la memoria al mismo tiempo y programe la ejecución cruzada de múltiples programas de acuerdo con una determinada estrategia para formar una situación "micro-serie, macro-paralela", de modo que los procesadores y Los dispositivos pueden funcionar en paralelo.
(1) Programación del procesador (para ejecutar múltiples programas simultáneamente en un sistema de un solo procesador, el procesador debe programarse de acuerdo con una estrategia determinada y se debe decidir a qué proceso se asigna el procesador para realizar operaciones de cálculo en un momento determinado. Esto está procesando tareas centrales de la gestión de máquinas)
(2) Control de proceso: un proceso es un proceso de ejecución dinámica de un programa. Durante su vida, pasa por una serie de transiciones de estado desde la creación hasta la muerte (verdadero o falso).
(3) Comunicación de procesos (en un entorno de multiprogramación, el sistema puede establecer múltiples procesos para una aplicación. Estos procesos cooperan entre sí para completar una tarea común y necesitan intercambiar información: comunicación de procesos)
(4) Sincronización de procesos (en un sistema de multiprogramación, cuando hay múltiples procesos concurrentes en el mismo entorno operativo, debe haber algún tipo de conexión, como compartir recursos entre procesos y colaboración entre procesos)
Gestión de almacenamiento (en un entorno de multiprogramación, para almacenar varios programas en la memoria al mismo tiempo, la memoria debe gestionarse razonablemente para garantizar el buen funcionamiento del programa y mejorar la utilización de la memoria) preguntas de opción múltiple
(1) Asignación de memoria
(2) Conversión de dirección
(3) Protección de la memoria
(4) Ampliación de memoria
Gestión de dispositivos
La tarea de la administración de dispositivos es aceptar solicitudes de E/S de programas de usuario y asignar dispositivos de E/S a programas de usuario.
Haga que la CPU y los dispositivos de E/S funcionen en paralelo para mejorar la utilización de la CPU y los dispositivos de E/S
Mejorar la velocidad de E/S
Facilitar que los programas de usuario utilicen dispositivos de E/S.
Para completar las tareas anteriores, el subsistema de administración de dispositivos del sistema operativo debe tener funciones como asignación de dispositivos, administración de búfer, controlador de dispositivo e independencia del dispositivo.
Gestión de archivos
(1) Gestión del espacio de almacenamiento de archivos.
(2) Gestión de directorio
(3) Operaciones de archivo
(4) Control de permisos de acceso a archivos
El proceso de desarrollo del sistema operativo.
Cuatro etapas del desarrollo de hardware informático.
La primera generación: la era del tubo (1946-1955)
Segunda Generación: La Era de los Transistores (1955-1965)
Tercera Generación: Era de los Circuitos Integrados (1965-1980)
La cuarta generación: la era de los circuitos integrados a gran escala (1980-presente)
¡La velocidad, la capacidad, la estabilidad y la confiabilidad se han mejorado de manera gradual y constante!
Cuatro etapas típicas del desarrollo de un sistema operativo
Operación manual (sin sistema operativo) principios de la década de 1950
Sistema de procesamiento por lotes de un solo canal en la década de 1950 (puede leer imágenes y reconocerlas)
Como se muestra a la derecha
Sistema de procesamiento por lotes multicanal, principios de la década de 1960 (puede leer imágenes y reconocerlas)
Desventajas: Largo tiempo de procesamiento del trabajo Falta de capacidades de interacción persona-computadora. El proceso en ejecución es incierto.
Sistema de tiempo compartido a mediados de la década de 1960
sistema de tiempo compartido
interrumpir la tecnología
Después de que la CPU recibe una señal externa (señal de interrupción), detiene el trabajo actual y lo transfiere para procesar el evento externo. Una vez completado el procesamiento, regresa al punto de interrupción (punto de interrupción) del trabajo original y continúa con el trabajo original.
tecnología de canal
Un procesador que maneja específicamente la transferencia de datos entre periféricos y memoria.
Características del sistema de tiempo compartido (host de alto rendimiento, múltiples terminales)
Multimodulación
Varios usuarios en línea usando la misma computadora
exclusividad
El usuario se siente exclusivo de la computadora
interactividad
Responder con prontitud a las solicitudes de los usuarios.
Sistema en tiempo real (el sistema en tiempo real es un sistema operativo desarrollado para cumplir con los requisitos de las operaciones en tiempo real, enfatizando la puntualidad y la confiabilidad)
control en tiempo real
Los sistemas que requieren control en tiempo real generalmente se denominan sistemas de control en tiempo real. Las áreas de aplicación incluyen control de procesos de producción y control de armas (como sistemas de control automático para artillería, sistemas de piloto automático para aviones y sistemas de guía de misiles, etc.).
procesamiento de información en tiempo real
Por lo general, los sistemas que requieren procesamiento de información en tiempo real se denominan sistemas de procesamiento de información en tiempo real. Los sistemas de procesamiento de información en tiempo real típicos incluyen sistemas de reserva de aeronaves y sistemas de recuperación de información.
sistema operativo de microcomputadora
Sistema operativo multitarea monousuario (Win)
Sistemas operativos multiusuario y multitarea (UNIX y Linux)
Características de los sistemas operativos (preguntas de opción múltiple)
1. Concurrencia
En un sistema de un solo procesador, la concurrencia se refiere a "múltiples programas que se ejecutan simultáneamente en el nivel macro y ejecución alternativa en el nivel micro".
2. Compartir
Los recursos en un sistema informático son utilizados por múltiples tareas.
3.Asíncrono
Microscópicamente, los procesos se ejecutan alternativamente y la ejecución, suspensión y otros estados del proceso son impredecibles y asincrónicos.
4.virtuales
Las entidades físicas se asignan a múltiples entidades lógicas y los programas de usuario utilizan entidades lógicas.
Sistemas operativos populares
sistema unix
estructura
Programa central (núcleo)
Programa periférico (shell)
sistema linux
Es un sistema operativo tipo Unix, de uso gratuito y de libre difusión.
arquitectura del sistema operativo
La estructura lógica del sistema operativo.
Tipos de estructuras lógicas
estructura monolítica
Construido con módulos como unidades básicas.
Características
Diseño, codificación y depuración de módulos independientes.
Libertad de llamada del módulo
La comunicación del módulo se realiza principalmente en forma de variables globales.
defecto
La información se transfiere de forma desordenada y el mantenimiento y las actualizaciones son difíciles
Estructura jerárquica (mapa silencioso)
Cada capa sólo utiliza los servicios proporcionados por la capa inferior (Unix, Linux)
Todos los módulos funcionales están organizados en varias capas según el orden de las llamadas. Solo hay dependencias unidireccionales o llamadas unidireccionales entre capas adyacentes.
Núcleo
manejador de interrupciones
Varios controladores de dispositivos
Módulos que se ejecutan con más frecuencia (como administradores de reloj, programadores de procesos
Módulo de comunicación de bajo nivel, módulo de gestión de memoria, etc.)
Estructura de micronúcleo (Win)
ventaja
Simplifique el mantenimiento del código del kernel
Construcción flexible
Alta seguridad
Fácil de trasplantar
estado de la CPU
La estructura de hardware más básica que soporta el sistema operativo.
UPC
Memoria
interrumpir
reloj
Clasificación de estados de CPU
estado nuclear
Capacidad para acceder a todos los recursos y ejecutar todas las instrucciones.
Hipervisor/núcleo del sistema operativo
gestión
Entre el estado del kernel y el estado del usuario
Modo de usuario
Solo se puede acceder a algunos recursos y otros recursos están restringidos
programa de usuario
Estado de la CPU Intel
Ring0～Ring3 (Ring0 es el núcleo, Ring es la capa más externa)
memoria
La parte que almacena programas y datos.
Clasificación
Según el modo de trabajo de lectura y escritura de la memoria (memoria de semiconductores)
RAM
ROM
Material por elemento de almacenamiento
Memoria semiconductora (a menudo utilizada como memoria principal)
Almacenamiento magnético (cinta, disco)
Almacenamiento óptico (disco óptico)
contacto de prensa con la CPU
Memoria principal: intercambia información directamente con la CPU
Almacenamiento auxiliar: no se puede intercambiar información directamente con la CPU
Sistema de almacenamiento ideal: alta velocidad, gran capacidad, bajo coste
Sistema de almacenamiento real (leer de arriba a abajo en orden)
registro
cache
memoria principal
almacenamiento auxiliar
Mecanismo de interrupción
Los eventos que causan interrupciones en el sistema se denominan fuentes de interrupción.
interfaz de usuario del sistema operativo
🔥Proceso de inicio del sistema operativo
Proceso de inicio de Windows
CORREO
Después de encenderlo, el BIOS inicia el programa de autoprueba del host.
arranque inicial
El BIOS lee el programa de arranque del MBR y lo carga en una ubicación específica de la memoria.
El programa de arranque inicia DOS7.0 y carga el núcleo del sistema operativo.
WINDOWS comienza a hacerse cargo del sistema
Inicialización del núcleo
Inicialización del estado de los recursos, datos centrales, etc.
inicialización del sistema
Se genera la interfaz GUI y el sistema está en estado de espera/aceptación de mensajes.
Clasificación de interfaces de usuario.
Interfaz de operación
interfaz gráfica
interfaz de comando
Comandos/programas por lotes
caparazón
llamada al sistema
Gestión de proceso
Introducción del proceso
Ejecución secuencial de programas.
El proceso de ejecución de un programa es un cálculo.
Características de la ejecución del programa en secuencia.
secuencialidad
cerrazón
Reproducibilidad
Ejecución concurrente de programas y sus características.
El concepto de ejecución concurrente.
Múltiples programas ocurren simultáneamente dentro del mismo intervalo de tiempo
Características de la ejecución concurrente de programas.
discontinuidad
perder el cierre
irreproducibilidad
Definición y características del proceso.
Un proceso es una ejecución de un programa.
Un proceso es un cálculo que se puede ejecutar simultáneamente con otros procesos.
Un proceso es el proceso de ejecución de un programa en un procesador bajo un espacio de actividad y condiciones iniciales determinados.
Un proceso es el proceso en ejecución de un programa en un conjunto de datos y es una unidad independiente para la asignación y programación de recursos en el sistema.
Los procesos son actividades dinámicas de ciclo de vida. El kernel puede crear un proceso que eventualmente morirá al ser eliminado por el kernel.
Estados básicos y transiciones de procesos.
🔥Tres estados básicos del proceso
estado listo
Estado de ejecución
estado de bloqueo
PCB del bloque de control de proceso
Sincronización de procesos y exclusión mutua.
El concepto de recursos críticos.
Los recursos que no pueden ser utilizados por dos o más procesos al mismo tiempo se denominan recursos críticos (CR). Los recursos críticos pueden ser algunos dispositivos exclusivos, como impresoras, unidades de cinta, etc., también pueden ser algunas variables compartidas, tablas, listas enlazadas, etc.
concepto de proceso
estado del proceso
estado listo
Estado de funcionamiento
estado de bloqueo
Algoritmo de programación de procesos
Algoritmo por orden de llegada
algoritmo de prioridad de trabajo corto
algoritmo de rotación de intervalos de tiempo
hilo
El concepto de hilo.
Thread es la unidad más pequeña para realizar operaciones en un proceso, es decir, la unidad básica para ejecutar la programación del procesador.
Comparación de procesos e hilos.
El proceso es la unidad básica de asignación de recursos.
Thread es la unidad básica para asignar procesadores y no tiene nada que ver con la asignación de recursos.
Un hilo solo puede pertenecer a un proceso y un proceso puede tener varios hilos, pero debe haber al menos un hilo.
Estado del hilo
estado listo
Estado de funcionamiento
estado de bloqueo
Algoritmo de programación de subprocesos
algoritmo de programación de prioridades
algoritmo de rotación de intervalos de tiempo
Gestión del procesador
Gestión del trabajo
El concepto y clasificación de la tarea.
Concepto de tarea
Consta de programas, datos e instrucciones de trabajo.
Clasificación de asignaciones
Según el método de procesamiento
Trabajos sin conexión
trabajo en linea
Trabajos en línea (trabajos interactivos/trabajos terminales)
Los usuarios interactúan directamente con los sistemas informáticos.
Los usuarios controlan la operación de los trabajos mediante comandos operativos en el terminal o el teclado de la consola, o mediante interfaces de ventana gráfica.
Utilizado principalmente en sistemas de tiempo compartido.
Estado del trabajo
Estado del envío
estado de la copia de seguridad
Estado de ejecución
condición terminada
programación jerárquica
programación de procesos
método de preferencia
Modo no preventivo
programación de trabajo
El sistema Linux no tiene el concepto de programación de trabajos.
programación de procesos
Función de programación de procesos
Registrar la ejecución de todos los procesos en el sistema.
Seleccione un proceso de la cola de estado listo
Realizar cambio de contexto de proceso
Algoritmo de programación
Algoritmo de programación por orden de llegada (FCFS)
Bueno para trabajos o procesos largos y malo para trabajos o procesos cortos
Tiempo de respuesta = tiempo de espera tiempo de ejecución
Con tiempo de respuesta completo = 1 (tiempo de espera/tiempo de ejecución)
Algoritmo de programación de prioridades de trabajos cortos (procesos) (SJF o SPF)
Adecuado para programación de trabajos y programación de procesos.
No es bueno para trabajos largos.
Este algoritmo no considera la urgencia del trabajo, por lo que no puede garantizar el procesamiento oportuno de los trabajos urgentes.
Dado que la duración de un trabajo o proceso solo la estima el usuario, y el usuario puede acortar intencionalmente o no el tiempo de ejecución estimado del trabajo, no necesariamente se garantiza lograr la verdadera programación de prioridad de trabajos cortos, por lo que este algoritmo de programación Se utiliza a menudo como otros algoritmos de comparación de programación.
Algoritmo de programación de prioridades (HRN) de alto índice de respuesta
Este algoritmo se utiliza a menudo para la programación de trabajos.
Ratio de respuesta R=1 (tiempo de espera/tiempo de servicio requerido) Cuanto mayor sea R, mayor será la prioridad.
Algoritmo de programación de prioridades (HPF)
prioridad
prioridad estática
prioridad dinámica
Tipos de algoritmos de programación de prioridades
Algoritmo de programación de prioridad preventiva
Algoritmo de programación de prioridades no preventivas
Cuanto menor sea el número de prioridad, mayor será la prioridad.
Método de rotación de intervalos de tiempo (algoritmo RR)
Algoritmo de programación de colas multinivel (MLQ)
(Concepto de equipamiento)
Clasificación de equipos
dispositivo de entrada
dispositivo de salida
dispositivo de almacenamiento
Cómo gestionar el equipo
controlador de dispositivo
controlador de dispositivo
(controlador de dispositivo)
Concepto de controlador de dispositivo
Funcionalidad del controlador del dispositivo
Inicialización del dispositivo
control de equipos
Manejo de interrupciones del dispositivo
Tipo de controlador de dispositivo
controlador de dispositivo de caracteres
bloquear el controlador del dispositivo
Controlador de dispositivo de red
Gestión de la memoria
Descripción general de la gestión de la memoria
Varios conceptos básicos de gestión de almacenamiento.
La dirección de un operando en el espacio lógico se llama dirección lógica.
La dirección en la que se carga un operando en la memoria se llama dirección física.
Método de gestión del almacenamiento de particiones
Tipo de gestión de particiones
partición única
partición fija
partición variable
partición reubicable
Asignación continua de programas individuales
Memoria
Área del sistema
Área de usuario
Método de asignación de partición fija (sentencia)
fragmentos internos
Una vez que se asigna una región a un trabajo, el espacio restante no se puede volver a utilizar.
escombros externos
Cuando un trabajo carga memoria, si la longitud de la partición en la memoria es menor que la longitud del programa de trabajo, el programa no se puede cargar.
Tanto la fragmentación interna como la fragmentación externa provocan una pérdida de espacio de almacenamiento.
Asignación dinámica de particiones
algoritmo de primer ajuste
de adelante hacia atrás
algoritmo adaptativo de bucle primero
De adelante hacia atrás, conectado de adelante hacia atrás
mejor algoritmo adaptativo
Ordenar de pequeño a grande
peor algoritmo de fitness
Ordenar de grande a pequeño
Gestión de almacenamiento de páginas
La idea de la gestión del almacenamiento de páginas.
En la gestión de almacenamiento paginado, la memoria principal se divide en varios bloques físicos del mismo tamaño.
El espacio de direcciones del programa está dividido en páginas lógicas.
Las páginas lógicas tienen el mismo tamaño que los bloques físicos.
Normalmente, el tamaño del bloque físico es de 2n sectores, como 1K, 2K, 4K, etc.
Estructura de datos de la gestión del almacenamiento de páginas.
La pregunta proporciona el tamaño de página L y la dirección A del espacio de direcciones lógicas. Calcule el número de página P y la dirección de página W.
El tamaño de página del sistema es 1 KB, suponiendo A = 2170 B, luego de la fórmula anterior podemos encontrar P = 2, w = 122B
P =(int) [A/L] W=A%L
reloj rapido
Si la tabla de páginas está completamente ubicada en la memoria principal, recuperar un dato (o una instrucción) requiere al menos dos accesos a la memoria.
(Concepto de memoria)
Clasificación de la memoria
memoria física
Memoria virtual
Estrategia de asignación de memoria
Estrategia de asignación de partición fija
Estrategia de asignación de particiones dinámicas
Estrategia de asignación de memoria de página
(protección de memoria)
El concepto de protección de la memoria.
Métodos de protección de la memoria.
Protección del espacio de direcciones
protección de control de acceso
Gestión de archivos
Descripción general de la gestión de archivos
Archivo (grande): es una colección de registros relacionados, generalmente se almacena en una memoria externa y puede almacenarse como una unidad independiente y realizar las operaciones correspondientes.
Un archivo contiene atributos como tipo de archivo, longitud del archivo, ubicación física del archivo, hora de creación del archivo, permisos de uso (lectura y escritura), etc.
Los nombres de archivos suelen constar de caracteres ASCll o caracteres chinos.
Registro (medio): es una colección de elementos de datos relacionados, que se utiliza para describir los atributos de un objeto en ciertos aspectos. Por ejemplo, un registro de estudiante tiene número de estudiante, nombre, sexo, edad, clase, etc.
Elemento de datos (pequeño): es un conjunto de caracteres que describe un determinado atributo de un objeto. Es la unidad de datos lógica más pequeña que se puede nombrar en una organización de datos, es decir, datos atómicos, también llamados elemento o campo de datos.
Sistema de archivos
Concepto de sistema de archivos
Funciones del sistema de archivos
Gestión de archivos y directorios, como apertura, cierre, lectura, escritura, etc.
Proporcionar servicios relacionados con el archivo en sí, como mecanismo para compartir archivos, seguridad de archivos, etc.
La gestión del espacio de almacenamiento de archivos, como la asignación y liberación, se centra principalmente en la memoria externa regrabable, como los discos.
Proporcionar interfaz de usuario
(tipo de sistema de archivos)
sistema de archivos FAT
sistema de archivos NTFS
sistema de archivos EXT
Clasificación de archivos
Clasificación por formato de datos de archivo.
Archivo fuente
Archivo de destino
Archivo ejecutable
Win sufijo de archivo .exe
linux esta bien
Clasificados por uso
Archivos de sistema
Archivo de biblioteca
Archivos de usuario
Ordenar por derechos de acceso
archivo de solo lectura
Leer y escribir archivos
Archivo ejecutable
Ordenar por tiempo de almacenamiento
Archivos temporales
Archivo
archivo permanente
Clasificación mediante gestión de ficheros
documento ordinario
archivo de directorio
documento especial
Método de acceso a archivos
método de acceso secuencial
Acceda a archivos secuencialmente según sus direcciones lógicas
Para los archivos de registros, se accede a ellos secuencialmente según el orden de clasificación de los registros.
Los archivos secuenciales son archivos almacenados secuencialmente. El orden de los registros físicos y el orden de los registros lógicos son consistentes.
método de acceso aleatorio
También conocido como método de acceso directo.
Accede a cualquier registro del fichero según el número de registro o la dirección.
Para el acceso aleatorio a archivos de registros de longitud fija, un archivo se considera un número de bloques o registros numerados y el tamaño de cada bloque es el mismo.
El acceso aleatorio permite leer y escribir bloques a voluntad. Por tanto, no existe una secuencia definida para el acceso aleatorio a los archivos. Cuando se recibe una solicitud de acceso, se calcula la dirección lógica del registro y luego se accede al registro.
Para archivos de registros de longitud variable, generalmente es muy inconveniente determinar el desplazamiento de lectura y escritura calculando la longitud desde el principio hasta la organización de la tabla de índice especificada.
Método de acceso clave
Acceso basado en un determinado valor de elemento de datos (llamado clave) en el registro lógico como índice
El método de acceso mediante clave es esencialmente un método de acceso aleatorio.
La estructura lógica del archivo.
archivo de registro
Ordenar por longitud de registro
Un archivo de registros de longitud fija significa que todos los registros del archivo tienen la misma longitud.
Un archivo de registro de longitud indefinida se refiere a varios registros en el archivo que tienen diferentes longitudes, como nombre, dirección particular, notas, etc., que pueden ser más largos o más cortos.
archivo de índice
Cuando los registros son de longitud variable, generalmente se crea una tabla de índice para ellos.
Establezca una entrada de tabla para cada registro para acelerar la recuperación de registros
(Dispositivo de almacenamiento de archivos)
disco duro
CD
disco U