Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 11)

- Массив пустой – обновление массива

- Массив не пустой - ok

Массив блоков файлов, кот находятся в ИД. В общем случае состоит из 13ти эдементов. Первые 10 – имена 10ти логич блоков памяти. К ним доступ осуществляется без к-л накладных расходов. Если больше 10ти – включается в работу косвенность: 1 уровень – 11й элемент – 128 номеровблоков проджолжения памяти. Еслим мало – слово №12, в нем ссылка на № блока, в кот 128 номеров блоков, где каждый содержит 128 № блоков памяти и т.д. Лучше всего может длинный, но непрерывный файл.

Файл - каталог

Мы с вами говорили, что одним из свойств операционной системы UNIX является то, что вся информация размещается в файлах, т.е. нет каких-то специальных таблиц, которыми пользуется операционная система, за исключением тех таблиц, которые она создает, уже функционируя в пространстве оперативной памяти. Каталог, с точки зрения файловой системы, - это файл, в котором размещены данные о тех файлах, которые принадлежат каталогу.

В каталоге А содержаться файлы В, С и D, несмотря на то, что файлы В и С могут быть как файлами, так каталогами, а файл D является каталогом.

Каталог состоит из элементов, которые содержат два поля. Первое поле - номер индексного дескриптора, второе поле - это имя файла, которое ассоциировано с данным индексным дескриптором. Номера индексных дескрипторов (в пространстве индексных дескрипторов) начинаются с единицы. Первый индексный дескриптор - индексный дескриптор каталога. В общем случае в каталоге могут встречаться записи, ссылающиеся на один и тот же индексный дескриптор, но в каталоге не могут быть записи, имеющие одинаковые имена. Имя в пределах каталога уникально, но с содержимым файла может ассоциироваться произвольное количество имен. Поэтому есть некоторая неоднозначность в определении понятия файл в операционной системе UNIX. Файл оказывается не просто именованным набором данных: у него есть индексный дескриптор и может быть несколько имен (т.е. имя - вторичная компонента).

При создании каталога в нем всегда создаются две записи: запись на специальный файл с именем «.» (точка), с которым ассоциирован индексный дескриптор самого каталога, и файл «.. » (две точки), с которым ассоциируется индексный дескриптор (ИД) родительского каталога. Для нашего примера каталог А имеет, например, ИД с номером 7, а каталог D имеет ИД с номером 5. Файл F имеет ИД №10, файл G имеет ИД №101. В этом случае файл-каталог D будет иметь следующее содержимое:

Отличие файла-каталога от обычных файлов пользователя заключается в содержимом поля типа файла в ИД. Для корневого каталога поле родителя будет ссылаться на него самого.

Достоинства версии SYSTEM V:

•Оптимизация в работе со списками номеров свободных индексных дескрипторов и блоков.

•Организация косвенной адресации блоков файлов

Недостатки:

•Концентрация важной информации в суперблоке

•Проблема надежности

•Фрагментация файла по диску

•Ограничения на возможную длину имени файла

ФС UNIX имеет недревовидную систему органтизации, т.к. появился аппарат ссылок. 2 возможности ссылок:

• т.н. «жесткая ссылка» - с одним и тем же идентификатором ассоциируется 2 и более имени, размещенных в произвольных точках ФС, всен они рабноценны;

• «текстовая» (символьная) – спец файл-ссылка, сод кот размещается в идентификаторе и содержимое – текстовая строка, указывающая полное имя файла, с кот ассоциируется новое имя.

1. Альтернатива для SYSTEM V – FFS BSD.

Содержится:

•копия суперблока

•информация о свободных блоках (битовый массив) и о свободных индексных дескрипторах

•массив индексных дескрипторов (ИД)

•блоки файлов

Характеристики:

1. кластеризация данных;

2. оптимизация физ размещений;

1. оптимизация блоков 2х уровней;

4) позволяет работать с достаточно большими размерами каталогов, но меняет их структуру.

Структура каталога FFS

Управление внешними устройствами.

Управление внешними ресурсами рассматривается как функция, но в основном базируется на аппаратных возможностях ОС. Это скорее компонент ВС, а не ОС, т.к. ОС – это программа с некоторыми свойствами.

Архитектура организации процессора и внешних устройств.

1. Непосредственное управление внешними устройствами центральным процессором.

историческая модель, основанная на том, что ВСЕ действия по управлению внешними устройствами осуществляется через ЦП. Через эти устр-ва можно передавать инфтрмацию о статусе устр-ва (ошибка) и т.п.

предполагается наличие двух потоков:

• потока управляющей инф-ции

• потока данных

непостедственное управление х-ся тем, что оба потока обслуживаются ЦП.

=> необходим достаточно большой объем личной работы.

1. Синхронное управление внешними устройствами с использованием контроллеров внешних устройств.

Суть контроллера – упрощение работы ЦП, хотя оно все равно непостредственное; функции обнаружения ошибок; функции, которые обеспечивают ЦП нессколько более высокоуровневый интерфейс к внешним процессам (например. Позиционирование головки, выход на нужный сектор).

1. Асинхронное управление внешними устройствами с использованием контроллеров внешних устройств.

Х-ся появлением аппарата прерываний, но оба потока в ЦП.

1. Использование контроллера прямого доступа к памяти (DMA) при обмене.

ЦП подает управляющую инф-цию по организации обмена, но поток образующихся данных идет между устройствами и ОП, без ЦП.

1. Управление внешними устройствами с использованием процессора или канала ввода/вывода.

Обеспечивается высокоуровневый интерфейс для организации ввода\вывода.

Лекция 9. Программное управление внешними устройствами

Цели:

•унификация программных интерфейсов доступа к внешним устройствам (унификация именования, абстрагирование от свойств конкретных устройств);

•обеспечение конкретной модели синхронизации при выполнении обмена (синхронный, асинхронный обмен);

•обработка возникающих ошибок ;

•буферизация обмена (кэширование потоков инф-ции);

•обеспечение стратегии доступа к устройству (например, многопроцессорное+принтер);

•планирование выполнения операций обмена.

Буферизация обмена

T – время обмена;

С – время выполнения программы между обменами

t – общее время выполнения программы

Схемы буферизации ввода-вывода

а) Без буферизации

б) Одинарная буферизация

когда буфер освобождается, читается следующий буфер, т.к. считалось то, что потребуется

в) Двойная буферизация

в один буфер — данные для обмена, другой – за предыдущий обмен.

г) Циклическая буферизация

по циклическому списку буферов

Какую схему выбрать зависит от интенсивности буферизации и особенности действий.

Планирование дисковых обменов

поток заказов на обмен превосходит возможности системы в некоторые моменты времени:

1. минимизация

2. разделение приоритетов

3. случайний выход – очередь и датчик случайных чисел

Рассмотрим модельную ситуацию:

головка HDD позиционирована на дорожке 15

Очередь запросов к дорожкам: 4, 40, 11, 35, 7, 14

Варианты решения

1. простейшая модель – случайная выборка из очереди

2 .

3 .

Shortest Service Time First – «жадный» алгоритм – на каждом шаге поиск обмена с минимальным перемещением

4.

эффективно когда один потребитель читает примерно в одном месте

5. PRI – алгоритм, основанный на приоритетах процессов.

Проблема – голодание (для всех кроме FIFO), запрос может «зависать» из-за прихода наиболее приоритетных.

6 .

Алгоритм «лифта» - сначала «движение» в одну сторону до «упора», затем в другую, также до «упора». Для  набора запросов перемещений  2-х число дорожек

7.

Циклическое сканирование

Сканирование в одном направлении. Ищем минимальный номер дорожки, затем «движемся наверх»

8. N-step-SCAN

Разделение очереди на подочереди длины  N запросов каждая (из соображений FIFO). Последовательная обработка очередей. Обрабатываемая очередь не обновляется. Обновление очередей, отличных от обрабатываемой.

RAID системы.

RAID – Redundant Array of Independent (Inexpensive) Disks – избыточный массив независимых (недорогих) дисков. Сначало было не iindependent, а inexpensive.

RAID система - набор физических дисковых устройств, рассматриваемых операционной системой, как единое дисковое устройство (данные распределяются по физическим устройствам, образуется избыточная информация, используемая для контроля и восстановления информации).

Достигается повышение скорости и надежности.

Проблемы

1. эффективность ( когда есть все уровни КЭШ, но нет интенсивности потоков)

2. одно из основных качеств программного решения – надежность (24 часа 7 дней в неделю)

Семь уровней RAID систем.

RAID 0 (без избыточности)

совокупность независимых друг от друга устр-в. нет избыточности инфориъмации. Есть возможность предельного доступа в пределах 1 цикла. Полосы, попавшие на ракзные дисковые усир-ва могут быть параллельными. Ускорение дисковых систем.

Характеристики

Список файлов лекций