Bộ Công Thương Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Hanoi University Of Industry -˜ & ™ - Bài Tiểu Luận Môn NGUYÊN LÝ HỆ ĐIỀU HÀNH Đề tài: Nghiên cứu, tìm hiểu quản lý nhớ HĐH Windows GV hướng dẫn: TH.S Nguyễn Tuấn Tú Nhóm thực hiện:Nhóm Lớp KHMT3-K9 Hà Nội,Ngày 14 Tháng Năm 2016 Bộ Công Thương Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Hanoi University of Industry -˜ & ™ - Đề tài: Nghiên cứu, tìm hiểu quản lý nhớ trong HĐH Windows GV hướng dẫn: TH.S Nguyễn Tuấn Tú Nhóm thực hiện: Phạm Thế Giang Phạm Ngọc Duy Phạm Thị Lan Đinh Thị Phương Trần Thị Lan Nhi Hà Nội, 2016 MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU T ất cả các ứng dụng máy tính đều cần lưu trữ và đọc lại thông tin mà nó nhận vào và xử lý Trong một tiến trình chạy, nó có thể lưu trữ một lượng giới hạn thông tin phạm vị không gian địa chỉ sở hữu của nó Tuy nhiên khả lưu trữ này bị giới hạn bởi kích thước không gian địa chỉ ảo của hệ thống Đối với một vài ứng dụng thì không gian này là vừa đủ, với một số ứng dụng khác thì nó quá nhỏ Mặt khác nếu lưu giữ thông tin không gian địa chỉ của tiến trình thì thông tin này sẽ bị mất tiến trình kết thúc Vấn đề thứ ba là phải đáp ứng việc truy cập thông tin đồng thời giữa các tiến trình môi trường hệ điều hành đa nhiệm Những vấn đề này chúng ta có thể dễ dàng tìm hiểu thông qua quản lý tiến trình và quản lý bộ nhớ của máy tính Để giải quyết những vấn đề hệ điều hành buộc phải thiết kế một hệ thông lưu trữ thông tin cho: Thứ nhất là phải lưu trữ được một khối lượng lớn thông tin Thứ hai là thông tin phải được bảo toàn mà tiến trình sử dụng nó kết thúc Và cuối cùng là có thể có nhiều tiến trình truy xuất thông tin đồng thời Trên hệ điều hành Windows, giải pháp cho tất cả vấn đề là lưu trữ thông tin đĩa cứng và các thiết bị media khác các đơn vị dữ liệu được gọi là các file (tập tin) Các tiến trình có thể đọc thông tin của tập tin và rồi ghi mới thông tin vào tập tin đó nếu cần thiết Thông tin được lưu trữ tập tin phải không bị tác động bởi việc tạo và kết thúc tiến trình Các tập tin được quản lý bởi hệ điều hành Thành phần hệ điều hành tham gia trực tiếp vào quá trình quản lý các tập tin đĩa được gọi là hệ thống file Hệ điều hành phải xây dựng cấu trúc và tổ chức hoạt động của hệ thống tập tin Một những nhiệm vụ quan trọng của hệ thống tập tin là theo dõi việc lưu trữ tập tin đĩa, theo dõi và điều hành việc truy cập vào tập tin của các tiến trình, bảo vệ tập tin và nội dung của nó,… Cấu trúc, tổ chức, hoạt động và những nhiệm vụ của bộ nhớ ngoài Hệ điều hành Windows sẽ được trình bày các phần dưới Nhóm sinh viên thực hiện! CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỘ NHỚ NGOÀI Bộ nhớ (RAM) không thể dùng để lưu giữ dữ liệu vì mọi dữ liệu sẽ bị mất ngững cung cấp nguồn điện cho bộ nhớ Thay vào đó, người ta sử dụng bộ nhớ ngoài, mà chủ yếu là đĩa từ để thay thế Ổ đĩa cứng, hay gọi ổ cứng (HDD-Hard Disk Drive) thiết bị dùng để lưu trữ liệu bề mặt đĩa hình tròn phủ vật liệu từ tính Ổ đĩa cứng loại nhớ "không thay đổi" (non-volatile), có nghĩa chúng không bị liệu ngừng cung cấp nguồn điện cho chúng Ổ đĩa cứng thiết bị quan trọng hệ thống chúng chứa liệu thành trình làm việc người sử dụng máy tính Những hư hỏng thiết bị khác hệ thống máy tính sửa chữa thay được, liệu bị yếu tố hư hỏng phần cứng ổ đĩa cứng thường khó lấy lại Cấu trúc vật lý Đĩa từ (Platter) Trên bề mặt phủ lớp vật liệu từ tính nơi chứa liệu Số lượng đĩa nhiều Mỗi đĩa từ sử dụng hai mặt, đĩa cứng có nhiều đĩa từ, chúng gắn song song, quay đồng trục, tốc độ với hoạt động Hình 1.1 Cấu tạo đĩa từ 1.1.2 Các rãnh từ (Track) Trên mặt làm việc đĩa từ chia nhiều vòng tròn đồng tâm thành track 1.1.3 Sector Trên track chia thành phần nhỏ đoạn hướng tâm thành sector Các sector phần nhỏ cuối chia để chứa liệu Theo chuẩn thông thường sector chứa dung lượng 512 byte 1.1.4 Cylinder Tập hợp track bán kính (cùng số hiệu trên) mặt đĩa khác thành cylinder 1.1.5 Đầu đọc/ghi (Read Write Heads) Đầu đọc đơn giản cấu tạo gồm lõi ferit (trước lõi sắt) cuộn dây Đầu đọc đĩa cứng có công dụng đọc liệu dạng từ hoá bề mặt đĩa từ từ hoá lên mặt đĩa ghi liệu Số đầu đọc ghi số mặt hoạt động đĩa cứng, có nghĩa chúng nhỏ hai lần số đĩa (nhỏ trường hợp ví dụ hai đĩa sử dụng mặt) 1.1.6 Cần di chuyển đầu đọc/ghi (Disk Controler) Cần di chuyển đầu đọc/ghi thiết bị mà đầu đọc/ghi gắn vào Cần có nhiệm vụ di chuyển theo phương song song với đĩa từ khoảng cách định, dịch chuyển định vị xác đầu đọc vị trí từ mép đĩa đến vùng phía đĩa (phía trục quay) CHƯƠNG 2: QUẢN LÝ BỘ NHỚ NGOÀI TRÊN WINDOWS      Vì phải quản lý nhớ ? Khi cần lưu trữ chương trình liệu, hệ thống máy tính cần sử dụng nhớ ngoài( đĩa từ , băng từ…) Nhiêm vụ hệ điều hành phải đảm bảo chức sau :  Quản lý không gian nhớ tự nhớ (Free space mange) Cấp phát không gian nhớ tự do( Allocation methods) Cung cấp khả định vị nhớ Lập lịch cho nhớ ( Disk scheduling ) 2.1 Các dạng lưu trữ dữ liệu hệ điều hành Windows Hệ điều hành Windows hỗ trợ hai loại đĩa lưu trữ chủ yếu là Basic (cơ bản) và Dynamic (động) 2.1.1 Lưu trữ bản (Basic Storage) Gồm có các phân vùng bản (Partition Primary), hay gọi phân vùng chính, và phân vùng mở rộng (Extended Partition) Phân vùng tạo đầu tiên đĩa được gọi là phân vùng chính và toàn bộ không gian cấp cho phân vùng sẽ được sử dụng trọn vẹn Mỗi ổ đĩa vật lý có thể tạo tối đa bốn phân vùng ba phân vùng phân vùng mở rộng Với phân vùng mở rộng, ta có thể tạo tùy ý số phân vùng logic khác Trên ổ cứng có vùng nhỏ dùng để ghi bảng phân vùng ổ đĩa (Disk Partition Table) Đây là nơi hệ điều hành sẽ đọc để theo dõi cách thức phân chia tồn tại ổ đĩa Bảng phân vùng ổ đĩa có độ lớn 64 byte chia làm mục, các thông tin về mỗi phân vùng chính được ghi một mục chiếm 16 Byte, ổ cứng vật lý chỉ có thể chia làm phân vùng lý Tại một thời điểm chỉ có một phân vùng được nhận quyền khởi động, đó là phân vùng chứa hệ điều hành dùng để khởi động máy Để vượt qua giới hạn chỉ chia được phân vùng ổ vật lý, người ta chia ổ cứng vật lý thành ba phân vùng (Partition Primary) và phân vùng mở rộng (Extended Partition) Sau đó lại chia phân vùng mở rộng này thành nhiều ổ đĩa logic (Logical Drive) mô tả ở hình vẽ dưới đây: Hình 2.1 Quản lý đĩa cứng Windows 2.1.2 Lưu trữ động (Dynamic Storage) Đĩa lưu trữ động được chia thành các phân vùng động Phân vùng động không chứa phân vùng hoặc ổ đĩa logic, và chỉ có thể truy cập được hệ điều hành Windows Server 2003 và Windows 2000 Windows Server 2003/ Windows 2000 hỗ trợ năm loại phân vùng động là spanned, simple, striped, mirrored RAID-5 Ưu điểm của công nghệ lưu trữ động so với công nghệ lưu trữ bản là:  Cho phép ghép nhiều ổ đĩa vật lý để tạo thành các ổ đĩa logic (Volume)  Cho phép ghép nhiều vùng trống không liên tục nhiều đĩa cứng vật lý để tạo ổ đĩa logic  Có thể tạo các ổ đĩa logic có khả dung lỗi cao và tăng tốc độ truy xuất… 2.1.2.1 Spanned Volume Bao gồm một hoặc nhiều đĩa lưu trữ động (tối đa là 32 đĩa) Sử dụng người dùng muốn tăng kích cỡ của phân vùng Dữ liệu được ghi lên phân vùng theo thứ tự và hết đĩa này đến đĩa khác Thông thường người quản trị sử dụng phân vùng spanned ổ đĩa sử dụng phân vùng sắp bị đầy và muốn tăng kích thước của phân vùng bằng cách bổ sung thêm một đĩa khác Do dữ liệu được ghi tuần tự nên phân vùng loại này không tăng hiệu sử dụng Nhược điểm chính của phân vùng spanned là nếu một đĩa bị hỏng thì toàn bộ dữ liệu phân vùng sẽ không thể truy xuất được 2.1.2.2 Simple Volume Phân vùng simple chứa không gian lấy từ một đĩa lưu trữ động nhất Không gian đĩa này có thể liên tục hoặc không liên tục cùng một đĩa vật lý Hình 2.2 Một đĩa vật lý được chia thành hai phân vùng đơn giản 2.1.2.3 Striped Volume (RAID-0) Lưu trữ dữ liệu lên các dãy (strip) bằng một hoặc nhiều đĩa vật lý (tối đa là 32) Do dữ liệu được ghi tuần tự lên từng dãy nên người dùng có thể thi hành nhiều tác vụ I/O đồng thời, làm tăng tốc độ truy xuất dữ liệu Thông thường, người quản trị mạng sử dụng phân vùng striped để kết hợp dung lượng của nhiều ổ đĩa vật lý thành một đĩa logic, đồng thời tăng tốc độ truy xuất Hình 2.3 Mô hình Striped Volume (Physic Disk: đĩa vật lý) Nhược điểm chính của phân vùng striped là nếu một ổ đĩa bị hỏng thì dữ liệu toàn bộ phân vùng sẽ mất giá trị 2.1.2.4 Mirror Volume (RAID-1) Là hai bản của một phân đơn giản Người dùng sử dụng dùng một ổ đĩa chính và một ổ đĩa phụ Dữ liệu ghi lên đĩa chính đồng thời cũng sẽ được ghi lên đĩa phụ Phân vùng dạng này cung cấp khả dung lỗi tốt Nếu một đĩa bị hỏng thì ổ đĩa vẫn làm việc bình thường và không làm gián đoạn quá trình truy xuất dữ liệu Nhược điểm của phương pháp này là bộ điều khiển đĩa phải ghi lần lượt lên hai đĩa, điều đó làm giảm hiệu hệ thống Hình 2.4 Mô hình phân vùng mirrored Để tăng tốc độ ghi đồng thời cũng tăng khả dung lỗi, người dùng có thể sử dụng một biến thể của phân vùng mirrored là duplexing Theo cách này người dùng phải sử dụng một bộ điều khiển đĩa khác cho ổ đĩa thứ hai Hình 2.5 Biến thể Duplexing của Phân vùng mirrored Nhược điểm chính của phương pháp này là chi phí cao Để có một phân vùng 4GB cần phải tốn đến 8GB cho hai ổ đĩa 10 2.4 Cấp phát không gian nhớ tự hệ điều hành Windows Có phương pháp cấp phát không gian nhớ tự do: cấp phát liên tục (Contiguous), liên kết ( Linked) số ( Index) 2.4.1 Cấp phát kề (Contiguous) Để phân bố không gian nhớ cho file, hệ thống chọn đoạn liên tục khối đĩa tự để cấp phát cho file Với phương pháp này, để định vị file hệ thống cần biết địa khối đĩa tự số lượng block dùng Ưu điểm cấp phát liên tục hỗ trợ phương pháp truy nhập truy nhập trực tiếp, tồn nhược điểm chính: - Phải chọn thuật toán tối ưu để tìm vùng không gian tự cấp phát cho file (First – Fit, Best – Fit Worst – Fit) - Có thể xảy trường hợp không đủ số khối đĩa tự liên tiếp cần thiết để cấp phát cho file ( kích thước file lớn vùng khối đĩa liên tục lớn nhất) - Trường hợp khối đĩa tự nằm tản mạn không sử dụng, gây lãng phí không gian nhớ 16 Hình 2.11 Không gian đĩa cấp phát kề 2.4.2 Cấp phát liên kết (Linked) Windows dùng phương pháp cấp phát liên kết để cấp phát không gian nhớ tự Trong phương pháp này, file định vị thư mục thiết bị hai trỏ, trỏ tới khối đĩa đầu tiên, trỏ tới khối đĩa cuối để cấp phát cho file Trong khối đĩa cấp phát có trỏ để trỏ tới khối đĩa Ví dụ: File F1 cấp phát khối đĩa có số hiệu 9,16,1,11,25; khối đầu 9, khối cuối 25 - Ưu điểm: Sử dụng khối đĩa tự nằm tản mạn - Nhược điểm: Chỉ hỗ trợ truy nhập không hỗ trợ truy nhập trực tiếp, độ tin cậy không đảm bảo bị trỏ liên kết 17 Hình 2.12 Không gian đĩa cấp phát liên kết Khi Windows cấp phát không gian nhớ theo phương pháp này, tận dụng khối đĩa tự nằm tảm mạn nên gây phân mảnh đĩa từ, phải dùng công cụ chống phân mảnh đĩa cứng Điều thể rõ hệ thống tập tin FAT Windows 2.4.3 Cấp phát theo số (Index) Phương pháp này, để cấp phát không gian nhớ cho file, hệ thống sử dụng khối đĩa đặc biệt gọi khối đĩa số (Index block) cho file Trong khối đĩa số chứa địa khối đĩa cấp phát cho file, thư mục thiết bị địa khối đĩa số Khi khối đĩa cấp phát cho file hệ thống loại bỏ địa khối đĩa khỏi danh sách cấc khối đĩa tự cập nhật vào khối số file 18 Hình 2.13 Cấp phát không gian đĩa theo số Phương pháp cấp phát theo số hỗ trợ truy nhập trực tiếp lãng phí không gian nhớ dành cho khối đĩa số Điểm sinh câu hỏi: Khối số nên lớn bao nhiêu? Tuy nhiên, khối số nhỏ quản lý đủ trỏ cho tập tin lớn, cần có chế giải vấn đề này: + Cơ chế liên kết (linked scheme): khối số thường đĩa Do đó, đọc viết trực tiếp Để cho phép tập tin lớn, liên kết nhiều khối số với Thí dụ: khối số chứa header nhỏ cho tên tập tin tập hợp địa 100 khối đĩa Địa (từ cuối khối số ) nil (đối với tập tin nhỏ ) hay trỏ tới khối số khác (cho tập tin lớn) + Chỉ số nhiều cấp (multilevel index): biến dạng biểu diễn liên kết dùng khối số cấp để tới khối số cấp Khối số cấp tới khối tập tin Để truy xuất khối, hệ điều hành dùng số cấp để tìm khối số cấp khối tìm khối liệu mong muốn Tiếp cận có 19 thể tiếp tục tới cấp hay cấp 4, tùy thuộc vào kích thước tập tin lớn mong muốn Với khối có kích thước 4,096 bytes, lưu 1,024 trỏ bytes khối số Chỉ số hai cấp cho phép 1,048,576 khối liệu, cho phép tập tin có kích thước tới 4GB + Cơ chế kết hợp (combined scheme): biến dạng khác dùng UFS giữ 15 trỏ khối số inode tập tin 12 trỏ 15 trỏ tới khối trực tiếp (direct blocks), nghĩa chúng chứa địa khối mà chứa liệu tập tin Do đó, liệu tập tin nhỏ (không lớn 12 khối) không cần khối số riêng Nếu kích thước khối 4KB, 48KB liệu truy xuất trực tiếp trỏ tới khối gián tiếp (indirect blocks) Con trỏ khối gián tiếp thứ đại khối gián tiếp đơn (single indirect blocks) Khối gián tiếp đơn khối số không chứa liệu chứa địa khối liệu Sau đó, có trỏ khối gián tiếp đôi (double indirect block) chứa địa khối mà khối chứa địa khối chứa trỏ tới khối liệu thật Con trỏ cuối chứa địa khối gián tiếp ba (triple indirect block) Với phương pháp này, số khối cấp phát tới tập tin vượt hạn lượng không gian đánh địa trỏ tập tin bytes hay GB Nhiều cài đặt UNIX gồm Solaris AIX IBM hỗ trợ tới 64 bit trỏ tập tin Các trỏ có kích thước cho phép tập tin hệ thống tập tin có kích thước tới terabytes Một inode hiển thị hình 2.14: 20 Hình 2.14 Inode UNIX Cơ chế cấp phát lập số gặp số vấn đề khó khăn lực cấp phát liên kết Đặc biệt khối số lưu trữ (cache) nhớ,nhưng khối liệu trải rông khắp phân khu 2.5 Lập lịch cho đĩa từ hệ điều hành Window 2.5.1 Khái niệm lập lịch cho đĩa Thời gian truy nhập đĩa phụ thuộc vào ba yếu tố: thời gian di chuyển đầu từ đọc/ghi đến track cylinder cần thiết (seek-time), thời gian định vị đầu từ đọc/ghi khối đĩa cần truy nhập (latency-time) thời gian truy nhập liệu (transfer-time) Thời gian định vị đầu từ đọc/ghi thời gian truy nhập liệu thông thường cố định phụ thuộc cấu trúc kỹ thuật ổ đĩa Do để tăng 21 tốc độ truy nhập đĩa, hệ điều hành thường quan tâm tới thời gian di chuyển đầu từ đọc/ghi Lập lịch cho đĩa xây dựng thuật toán dịch chuyển đầu từ đọc ghi cho thời gian truy nhập đĩa tối ưu Thời gian truy nhập đĩa: - Thời gian di chuyển đầu từ đọc ghi đến strack thích hợp(seek-time) - Thời gian chờ cho khối cần thiết đầu đọc(latency -time) - Thời gian vận chuyển liệu đĩa nhớ chính(transfer-time) Hình 2.15 Đĩa Tất công việc phụ thuộc vào việc nạp chương trình nhập xuất tập tin, điều quan trọng dịch vụ đĩa phải nhanh tốt Hệ điều hành tổ chức dịch vụ truy xuất đĩa tốt cách lập lịch yêu cầu truy xuất đĩa Tốc độ đĩa bao gồm ba phần Để truy xuất khối đĩa, trước tiên phải di chuyển đầu đọc đến track hay cylinder thích hợp, thao tác gọi seek thời gian để hoàn tất gọi seek time Một đến track, phải chờ khối cần thiết đến đầu đọc Thời gian chờ gọi latency time Cuối vận chuyển liệu đĩa nhớ gọi transfer time Tổng thời gian cho dịch vụ đĩa tổng ba khoảng thời gian 22 Trong seek time latency time nhiều thời gian nhất, để giảm thiểu thời gian truy xuất hệ điều hành đưa thuật toán lập lịch truy xuất 2.5.2 Nguyên lý làm việc đĩa từ 2.5.2.1 Giao tiếp với máy tính Toàn chế đọc/ghi liệu thực máy tính (hoặc thiết bị sử dụng ổ đĩa cứng) có yêu cầu truy xuất liệu cần ghi liệu vào ổ đĩa cứng Việc thực giao tiếp với máy tính bo mạch ổ đĩa cứng đảm nhiệm Ta biết máy tính làm việc khác theo phiên làm việc, nhiệm vụ mà không theo kịch nào, trình đọc ghi liệu luôn xảy ra, tập tin bị thay đổi, xáo trộn vị trí Từ liệu bề mặt đĩa cứng không chứa cách liên tục mà chúng nằm rải rác khắp nơi bề mặt vật lý Một mặt khác máy tính xử lý đa nhiệm (thực nhiều nhiệm vụ thời điểm) nên cần phải truy cập đến tập tin khác thư mục khác Như chế đọc ghi liệu ổ đĩa cứng không đơn thực từ theo mà chúng truy cập ghi liệu ngẫu nhiên điểm bề mặt đĩa từ, đặc điểm khác biệt bật ổ đĩa cứng so với hình thức lưu trữ truy cập (như băng từ) Thông qua giao tiếp với máy tính, giải tác vụ, CPU đòi hỏi liệu (nó hỏi nhớ khác trước đến đĩa cứng mà thứ tự thường cache L1-> cache L2 ->RAM) đĩa cứng cần truy cập đến liệu chứa Không đơn CPU đòi hỏi nhiều tập tin liệu thời điểm, xảy trường hợp: Ổ đĩa cứng đáp ứng yêu cầu truy cập liệu thời điểm, yêu cầu đáp ứng 2.5.2.2 Đọc ghi liệu bề mặt đĩa Sự hoạt động đĩa cứng cần thực đồng thời hai chuyển động: Chuyển động quay đĩa chuyển động đầu đọc 23 Sự quay đĩa từ thực nhờ động gắn trục (với tốc độ lớn: từ 3600 rpm 15.000 rpm) chúng thường quay ổn định tốc độ định theo loại ổ đĩa cứng Khi đĩa cứng quay đều, cần di chuyển đầu đọc di chuyển đến vị trí bề mặt chứa phủ vật liệu từ theo phương bán kính đĩa Chuyển động kết hợp với chuyển động quay đĩa làm đầu đọc/ghi tới vị trí bề mặt đĩa Tại vị trí cần đọc ghi, đầu đọc/ghi có cảm biến với điện trường để đọc liệu (và tương ứng: phát điện trường để xoay hướng hạt từ ghi liệu) Dữ liệu ghi/đọc đồng thời đĩa Việc thực phân bổ liệu đĩa thực nhờ mạch điều khiển bo mạch ổ đĩa cứng 2.5.3 Các thuật toán lập lịch cho đĩa 2.5.3.1 First Come First Served (FCFS) Nguyên lý: Để truy nhập tới file, hệ thống tổ chức hàng đợi yêu cầu phục vụ track Track có yêu cầu phục vụ trước đầu đọc/ghi dịch chuyển tới Ví dụ: Giả sử đĩa cứng có 200 track đánh dấu từ đến 199 file F1 phân bổ track theo thứ tự :65,123,97,142,14,5,26,190 Đầu đọc vị trí 100 24 Hình 2.16 Phương pháp FCFS • • - Ưu điểm: Dễ lập trình Các track cần truy xuất liên tục Nhược điểm: Số track mà đầu đọc phải di chuyển nhiều Hiệu thuật toán phụ thuộc vào thứ tự track hàng đợi 2.5.3.2 Shortest Remaining Time First (SRTF): Nguyên lý: Phương pháp dựa quy tắc track có thời gian dịch chuyển đầu từ ngắn phục vụ trước Trong trường hợp có track có thời gian dịch chuyển đầu từ xét: + Nếu đầu từ vi trí chọn hướng ngẫu nhiên + Nếu đầu từ dịch chuyển tiếp tục phục vụ theo hướng dịch chuyển 25 Hình 2.17 Phương pháp SRTF • • Ưu điểm: Số track mà đầu đọc phải chuyển giảm Nhược điểm: Mỗi lần dịch chuyển phải thực phép tính so sánh 2.5.3.3 Scan Nguyên lý: Đầu đọc đĩa di chuyển từ phía (ví dụ bên bên đĩa) sang phía để phục vụ yêu cầu đọc, sau di chuyển ngược lại Trên đường gặp track phục vụ track Hình 2.18 Phương pháp Scan • - Ưu điểm: Phương thức hoạt động thang máy 26 • Số bước đầu đọc phải di chuyển giảm Nhược điểm: Phải tốn thời gian để quét track track cuối không yêu cầu phục vụ 2.5.3.4 C-Scan Phương pháp tương tự Scan khác không phục vụ đường Đường quy định đường từ track có số hiệu lớn số hiệu nhỏ Hình 2.19 Phương pháp C-Scan 2.5.3.5 C-look Tương tự C-Scan quét phạm vi track có nhu cầu phục vụ, không quét tới track cuối * Chú ý: Nếu track yêu cầu phục vụ 27 Hình 2.20 Phương pháp C-look - Nhận xét: FCFS thuật toán phù hợp track cần truy xuất liên tục SRTF phổ biến có hiệu tốt SCAN LOOK thích hợp cho hệ thống phải truy xuất liệu lớn 2.5.4 Quản lý lỗi Đĩa đối tượng mà truy xuất gây nhiều lỗi Một số lỗi thường gặp : • Lỗi lập trình : yêu cầu đọc sector không tồn Lỗi lập trình xảy yêu cầu điều khiển tìm kiếm cylinder không tồn tại, đọc sector không tồn tại, dùng đầu đọc không tồn tại, vận chuyển vào nhớ không tồn Hầu hết điều khiển kiểm tra tham số báo lỗi không thích hợp • Lỗi checksum tạm thời : gây bụi đầu đọc Bụi tồn đầu đọc bề mặt đĩa gây lỗi đọc Nếu lỗi tồn tại, khối bị đánh dấu hỏng phần mềm • Lỗi checksum thường trực : đĩa bị hư vật lý khối • Lỗi tìm kiếm : ví dụ đầu đọc đến cylinder phải đọc • Lỗi điều khiển : điều khiển từ chối thi hành lệnh 28 2.5.5 RAM Disks Ý tưởng RAM disk đơn giản Thiết bị khối phần lưu trữ trung gian với hai lệnh : đọc khối ghi khối Thông thường khối lưu trữ đĩa mềm đĩa cứng RAM disk dùng phần định vị trước nhớ để lưu trữ khối RAM disk có ưu điểm cho phép truy xuất nhanh chóng (không phải chờ quay hay tìm kiếm) Như thích hợp cho việc lưu trữ chương trình hay liệu truy xuất thường xuyên Hình 2.21 RAM DISKS Hình mô tả ý tưởng RAM disk Một RAM disk chia làm nhiều khối, số lượng tùy thuộc vào dung lượng vùng nhớ Mỗi khối có kích thước vừa kích thước khối thực đĩa Khi driver nhận thị đọc ghi khối, tìm nhớ RAM disk vị trí khối, thực việc đọc hay ghi thay từ đĩa mềm hay đĩa cứng 29 2.5.6 Interleave Bộ điều khiển đọc ghi đĩa phải thực hai chức đọc/ghi liệu chuyển liệu vào hệ thống Để thực đồng hai chức này, điều khiển đọc đĩa cung cấp chức interleave Trên đĩa sector số hiệu liên tiếp không nằm kế bên mà có khoảng cách định, khoảng cách xác định trình format đĩa Ví dụ : giả sử hệ thống có 17 sector, interleave chọn sector bố trí theo thứ tự sau : 1, 14, 10, 6, 2, 15, 11, 7, 3, 16, 12, 8, 4, 17, 13, 9, Cách đọc sau : Lần 1: 1, 14, 10, 6, 2, 15, 11, 7, 3, 16, 12, 8, 4, 17, 13, 9, Lần 2: 1, 14, 10, 6, 2, 15, 11, 7, 3, 16, 12, 8, 4, 17, 13, 9, Lần 3: 1, 14, 10, 6, 2, 15, 11, 7, 3, 16, 12, 8, 4, 17, 13, 9, Lần 4: 1, 14, 10, 6, 2, 15, 11, 7, 3, 16, 12, 8, 4, 17, 13, 9, Như sau bốn lần thứ tự sector đọc từ đến 17 THE END 30