В. Столлингс - Операционные системы (1114679), страница 113
Текст из файла (страница 113)
~ МЕЕ96Ь Мее С., Ваше1 Е., ег1з. Маупег1с когад» Напс1доой. — Метв Уог1г: МсОгащ, Н111, 1996, ; ХЗ98 Ь18 3. АсЬапсез Хп РАзЬ ТесЬпо1ояу: РегХогшавсе 1ззпез. — Сотригвг, Мау 1989. ' РА100 Ра[ 1г., ВгизсЬе1 Р., Е~чаеперое1 %'. 10-1в1е: А 11в1Х1ес1 1гО ВпХХег1пз' ~цц~ СасЬша' Бузгегп. — АСМ Тгапвасйопв оп Сотригсг Яуза»тз, РеЬгпагу 2000. : РАГГ98 Ра1$егзов П., Невпеззу д.
Сотривег Огдапиваг1ол апгХ 1)ев1дпг Тйе Оагд гааге/Боггвагс Хпв»гХасе. — Яап Ма1ео, СА: Могнап КапХшапп. 1998. 1':;:~,: ';у ~ КОБСОО ВозсЬ ЪЧ. ТЬе 1У1пп Х.. Возсй НаггХшаге В1Ь1с. — 1пЖапаро11з, 1К: 3ап[~',: 2ООО. БСН%"96 БсЬзгадегег %"., 1йИзоп А. Бпгегв1апсйпу Х~'О Яибздз1етв. — М11рйаэ, СА': Аг1ар$ес Ргезз, 1996. в" БТА1.00 ЯЗа111пдз Ъу.
Сотри$ег Огуал1за11оп апгХ АгсЬ1гзсгиге. Бгй Ы. —" 11ррщЯасЫ1е В1чег, г1д: Ргеп11се На11, 2000. г ° в ъдз ! %1ЕП67 'Ж1ебегЬо16 О. Г11с Огуап1ваг1оп Хог Х1а1аЬазе Резал. — Хетаг 'Хоф; №Огачг Н1В, 1987, Проанализируйте программу, обращающуюся к устройству ввода вывода сравните небуферизнрованный ввод-вывод с использованием буфера. Пока жите, что использование буфера позволяет уменьшить время выполнения н более чем в два раза. Обобщите результат задачи 11.1 на случай обращения программы к и уст ройствам.
Выполните такой же анализ, что и в табл. 11.2, для указанной последом тельности запросов к дорожкам диска: 27, 129, 110, 186, 147, 41, 10„64 120. Предположим, что головка диска изначально расположена над дорож кой 100 и перемещение головки происходит в направлении уменьшения нс меров дорожек. Произведите тот же анализ, предполагая, что головка диск перемещается по направлению увеличения номеров дорожек. Предположим, что Ф дорожек диска пронумерованы от 0 до М-1 и что зз прашиваемые сектора распределены по диску случайно и равномерно. Не'с ходимо вычислить среднее количество дорожек, которые головка пересекае при поиске. а. Сначала рас~читайте вероятность поиска длиной у, если головка находите. нзд дорожкой г. Указание.
Определите общее количество комбинаций учетом предположения, что все целевые дорожки равновероятны. б. Рассчитайте вероятность поиска длиной К. Указани». Сюда входит сумма рование всех возможных комбинаций перемещений через К дорожек. в. Рассчитайте среднее количество дорожек, пересеченных при поиске, нг пользуя для ожидаемого значения формулу к-1 ЕЯ= ~~ГгкРг~х =-1~ г. Покажите, что для болыпих значений М среднее количество пересекаемы при поиске дорожек приблизительно равно И/3.
Часть 5. Операции ввода-вывода и файлы Глава 11. Управление вводом-выводом и дисковое планирование 59: Приведенное ниже уравнение предложено как для кзш-памяти, так и для дискового каша: Т, =Т, +М хТ„ Обобщите это уравнение для иерархической памяти с г/ уровнями вместо двух. Для алгоритма замещения, основанного на частоте обращений (рис. 11.11), определите Р„„„Р,, Р. как доли кэша, входящие в новый, средний и старый разделы соответственно. Очевидно, что Р„, + Г, „+ Р, = 1. Опишите стратегию, если а.
Рствр = 1 Гное б, Г„= 1/(размер каша) Чему равна скорость передачи данных при использовании 9-дорожечного лентопротяжного устройства со скоростью 300 см/с, если плотность записи составляет 600 бит/см. Предположим, что у нас имеется катушка с 720 м ленты, интервал между записями на которой составляет 1.5 см (лента останавливается посередине этого интервала между операциями считывания). Ускорение ленты при прохождении интервала между записями постоянно; предположим, что и остальные характеристики ленты такие же, как и в задаче 11.7.
Данные на ленте организованы в виде физических записей, причем каждая физическая запись содержит фиксированное количество логических записей. а. Сколько времени будет затрачено на считывание всей ленты, содержащей 120-байтовые логические записи (по 10 логических записей в одной физической)2 б. То же, но по 30 логических записей в одной физической. в. Сколько логических записей может содержаться на ленте при каждом из рассмотренных количеств логических записей в одной физической? г.
Какая средняя скорость передачи данных при каждом иэ рассмотренных количеств логических записей в одной физической7 д. Чему равна емкость магнитной ленты7 Рассчитайте количество дискового пространства (в секторах, дорожках и поверхностях). необходимого для хранения логических записей, считанных в задаче 11.8,6, если диск разбит на секторы размером 512 байт, с 96 секторами на дорожке, 110 дорожками на поверхности и 8 используемыми поверхностями. Служебные записи о файле во внимание не принимайте; считайте также, что запись не может быть разбита и размещена на двух секторах. 11.10.
Рассмотрим дисковую систему, описанную в задаче 11.9, и предположим, что диск вращается со скоростью 360 об/мин. Процессор производит чтение одного сектора диска с использованием ввода-вывода, управляемого прерыванием, причем на каждый байт приходится одно прерывание. Если для обработки каждого прерывания требуется 2.5 рэ, то какую часть времени процессор затратят на ввод-вывод (временем поиска пренебрегаем). 11.11. Повторите задание 11.10 при использовании ПМА, при условии, что одно прерывание приходится на один сектор. 11-12.
Должно быть очевидно. что разбивка диска нз полосы может привести к по- вышению скорости передачи данных, если размер полосы мал по сравнению с размером запросов ввода-вывода. Должно быть ясно также, что ВАПЭ 0 обеспечивает повышенную производительность по сравнению с одним большим диском, поскольку запросы могут обрабатываться параллельно. Однако есть ли необходимость в разбивке диска на полосы в последнем случае7 Дей ствительно ли разбивка диска повышает производительность по сравнению с таким же дисковым массивом, но без разбивкн7 йпий~ожвниж';ддисфвйж-т~ойот МЗХНИТНЫЙ ДИСК Диск представляет собой круглую пластину, выполненную из металла или пластика с магнитным покрытием.
Данные записываются, а впоследствии счи тываются с диска посредством проводящей катушки индуктивности, входящей в конструкцию головки (Ьеай). При операции считывания или записи головка находится в стационарном положении, в то время как диск вращается под ней. Механизм записи основан на том, что электрический ток, проходящий через катушку, создает магнитное поле. Электрические импульсы, посылаемые головке, превращаются в намагниченные участки поверхности. Механизм считывания использует то, что магнитное поле, движущееся относительно катушки, генерирует в ней электрический ток. Когда поверхность диска движется под головкой, происходит генерация тока той же полярности, что и при выполнении записи. Организация данных и Форматирование Головка представляет собой относительно небольшое устройство, предназначенное для считывания или записи участка диска, вращающегося под ней.
Данные на диске организуются в виде набора концентрических колец, называемых дорожками (ФгасКв). Каждая дорожка имеет ту же ширину, что и головка. На поверхности могут быть размещены тысячи дорожек. На рис. 11.17 представлена схема размещения данных. Соседние дорожки разделены промежутками (марв). Это предотвращает (или, по крайней мере, минимизирует) возникновение ошибок, вызванных некорректным положением головки или простой интерференцией магнитных полей, Для упрощения электронной схемы обычно на каждой дорожке сохраняется одинаковое количество битов. Следовательно, плотность записи, в битах на единицу длины, возрастает при переходе от внешней дорожки ко внутренней (такое явление происходит и при записи звука на пластинку).
Данные пересылаются на диск и из него блоками (Ыосйв). Обычно размер блока меныпе, чем емкость дорожки. Соответственно, данные сохраняются в областях, имеющих размер, равный размеру блока; они называются секторамн (вес1огв). Обычно на одной дорожке располагается несколько сотен сектоРов, и они могут быть либо фиксированной, либо переменной длины.
для большинства дисков используется фиксированный размер сектора — 512 байт. Во избежание ошибок соседние секторы также разделены интервалами. Часть б. Операции ввода-вывода и файлы Глава 11. Улравление внодож-вьщодом и дисковое пляииоование Бй.'4 Индера и~«д~ се~~ рнзл рож«зми Движение головки Фиксированная головка (одна ва дорожку) Перемещаемая головка (од~а па поверхность) Переносимость диска Стационарный диск Переносной (съемный) диск Стороны Односторонние Двусторонние Дисковые пластины Одна пластина Множество пластин Механизм головки Контактный (Флоппв-диск) С Фиксированным зазором Аэродинамический зазор Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
