Управление внешней памятью. Планирование работы с жестким диском. Критерии планирования. Методы уменьшения времени доступа к данным при обращении к последовательным секторам.
ВП – внешняя память;
ОП – основная память, динамическая, не быстродействующая, работает на низкой частоте.
КЭШ – статическая, быстродействующая, работает на высокой частоте.
Иерархия нужна для разгона.
Организации КЭШ ОП и КЭШ ВП разные.
Контроллер КЭШ ОП – аппаратный (быстрый).
Контроллер КЭШ ВП – программный.
Проблема записи – искажение данных. Две стратегии:
1) WT – сквозная запись: запись в КЭШ и в ОП одновременно. Недостаток: из-за обращения к ОП теряется быстродействие.
2) WB – запись только в КЭШ. Проблема: многопроцессорные структуры.
Внешняя память
В современных компьютерах основным внешним накопительным устройством является магнитный диск, который называют винчестером (он так называется потому что соотношение сегментов и секторов было 30/30 как и у винчестера). Информация хранится на плоских металлических пластинах, покрытых магнитным материалом. Данные записываются (считываются) на (c) диск электромагнитными катушками, которые называются головка. Процесс записи осуществляется путем намагничивания магнитной поверхности диска под головкой, а считывание путем наведения тока на головке при движении намагниченного диска под ней. Данные на диске организованы в виде набора концентрических окружностей, называемых дорожками. Каждая дорожка имеет одинаковую ширину, равную размеру головки (магнитной катушки). Соседние дорожки отделены друг от друга промежутками. Для упрощения электроники принимается, что на всех дорожках хранится одинаковое количество данных. à Плотность записи к центру увеличивается. Дорожки делятся на сектора. Размер сектора обычно равен 512 Байт. Обмен информации осуществляется блоками по 512 байт. Обычно секторов на дорожке от 10 до 100 и более. При такой организации должна быть задана точка отсчета, сектор, его идентификатор. Все разбиения происходят при форматировании. Форматирование – разбиение диска на части и занесение служебной информации.Управление внешней памятью.
Почему нужно управление:
1) многозадачные системы (нужно оптимизировать длительность обращения процессов к файлам, иначе головка винта будет бегать «туда сюда»);
2) несвязное хранение файлов, т.е. разные участки программы хранятся в разных местах.
Внешней памятью необходимо управлять для эффективной работы. Критерии оценки: 1) повышение пропускная способность (количество обслуженных запросов клиента). 2) среднее время ожидания tср.ож должно быть минимальным (обращение к файловой системе). Пример: для оптимизации 1) нужно набрать большую очередь запросов, но в этом случае 2) (tср.ож) увеличится. à противоречие! 3) уменьшение дисперсии времени ожидания.Классификация ВП
Для того, что бы записать или прочитать информацию необходимо:
1) повернуть головки.
2) дождаться необходимой области.
3) считать данные.
Если используется шаговый двигатель то:
1) невозможно уменьшить шаг.
2) возможно смещение.
3) невозможно создание автоподстройки.
tож – время ожидания доступа к жесткому диску;
tц – время поиска цилиндра (механическое перемещение);
tс – время поиска сектора (оно меньше);
tчтения; tпередачи данных.
tож = tц + tс + tчтения + tпередачи данных
Запросами к жесткому диску нужно управлять потому, что при случайном обращении к жесткому диску головкам приходится перемещаться случайным образом, что уменьшает пропускную способность.
Оптимизация:
1. Уменьшение tс.
