設備管理培訓課件(ppt68頁)(完整版)
【正文】 ?磁盤存儲器管理的主要任務 ?磁盤性能簡述 ?磁盤調度 ?磁盤高速緩存 (Disk Cache) ?提高磁盤 I/O速度的其它方法 ?廉價磁盤冗余陣列 2/8/2023 5 Operating System 磁盤存儲器管理 磁盤性能簡述 1. 圖 522 磁盤的格式化 磁盤 包括一個或多個 盤片 ，每片分 2面，每面可分成若干條 磁道 ，各磁道之間有間隙，每條磁道上可存儲相同數(shù)目的二進制位，磁盤 密度 即每英寸之中所存儲的位數(shù)。 可見 ， 移動磁頭僅能以 串行方式讀 /寫 ， 致使其 I/O速度較慢 ；但由于其結構簡單 ， 故仍廣泛應用于 中小型磁盤 設備中 。 對SSTF算法略加修改后所形成的 SCAN算法 ， 即可防止老進程出現(xiàn) “ 饑餓 ” 現(xiàn)象 。數(shù)據(jù)傳送時采用并行傳輸方式 1 2 3…N?主要目的：通過負載平衡，增加了多個小訪問（即頁訪問）的吞吐量，降低大訪問的響應時間 2/8/2023 46 Operating System 廉價磁盤冗余陣列 ?鏡像提高可靠性，但很昂貴，分散提供了高數(shù)據(jù)傳輸率，但并未改善可靠性，通過磁盤分散和“奇偶”位可以提供多種方案以在低代價下提供冗余，這些方案有不同的性價折中，可分成不同級別，稱為 RAID級別 2/8/2023 47 Operating System 2. RAID的分級 (Redundant Array of Inexpensive Disk) (1) RAID 0級。 (2) RAID 1級。 (3) (3) RAID 2級。 (4) (4) RAID 3級。 (5) (5) RAID 4級。 (6) (6) RAID 5級。 (7) (7) RAID 6級和 RAID 7級。 (3) (3) RAID 2級。 (2) RAID 1級。 2/8/2023 57 Operating System RAID 3 ?用一個校驗盤 2/8/2023 58 Operating System 2. RAID (1) RAID 0級。 (7) (7) RAID 6級和 RAID 7級。 (6) (6) RAID 5級。 (5) (5) RAID 4級。在掃描期間，新出現(xiàn)的所有請求I/O的進程， 則放入另一個等待處理的請求隊列 當 N值很大時， N步掃描性能接近于 SCAN性能； N=1， N步掃描性能便退化為 FCFS 2/8/2023 35 Operating System 磁盤存儲器管理 ?磁盤存儲器管理的主要任務 ?磁盤性能簡述 ?磁盤調度 ?磁盤高速緩存 (Disk Cache) ?提高磁盤 I/O速度的其它方法 ?廉價磁盤冗余陣列 2/8/2023 36 Operating System 磁盤高速緩存 (Disk Cache) ?磁盤高速緩存的形式 ?利用 內存 中的存儲空間，來暫存從 磁盤 中讀出的一系列盤塊中的信息 ?高速緩存是一組在邏輯上屬于磁盤， 而物理上是駐留在內存中的盤塊 ?高速緩存在內存中可分成兩種形式 ? 在內存中開辟一個 單獨的存儲空間 來作為磁盤高速緩存，其大小是固定的 ? 把所有 未利用的內存空間變?yōu)橐粋€緩沖池 ，供請求分頁系統(tǒng)和磁盤 I/O時 (作為磁盤高速緩存 )共享 不受應用程序多少的限制 應用程序多時緩存可能很小 2/8/2023 37 Operating System 磁盤高速緩存 (Disk Cache) ?數(shù)據(jù)交付方式 ?數(shù)據(jù)交付（ Data Delivery） 是指將磁盤高速緩存中的數(shù)據(jù)傳送給請求者進程 ?當有進程請求訪問某個盤塊時，先查看磁盤高速緩存 ?有兩種方式交付數(shù)據(jù)給請求進程 ? 數(shù)據(jù)交付 。 其大小與每次所讀 /寫的字節(jié)數(shù) b和旋轉速度有關 ? r為磁盤每秒鐘的轉數(shù)； N為一條磁道上的字節(jié)數(shù) ?Tτ和 Tt相同，則訪問時間 =Ts + Tτ+ Tt rNbTt ? 12asbTTr rN? ? ?如 b=N/2，則 Tτ=1/(2r)=Tt 可見，尋道時間 TS和旋轉延遲時間 Tτ基本上都與所讀 /寫數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)無關，而且它通常占據(jù)了訪問時間中的大部分 目前磁盤的傳輸速率已達到 80MB/s以上，數(shù)據(jù)傳輸時間所占的比例更低。 通過這些磁頭可訪問所有各磁道 ， 并進行 并行讀 /寫 ， 有效地 提高了磁盤的 I/O速度 。 這種結構的磁盤主要用于 大容量磁盤 上 。可見，適當?shù)丶袛?shù)據(jù)傳輸，將有利于提高傳輸效率 2/8/2023 17 Operating System 3. 磁盤訪問時間 尋道時間 : 20ms 磁盤通道傳輸速率 : 1MB/s 轉速 r=3600rpm 每扇區(qū) 512字節(jié) 每磁道 32 扇區(qū) 目標：讀 128k 數(shù)據(jù) TS： TS=m*n+S； Tr： Tr＝ 1/2r Tt ： Tt＝ b/rN 訪問時間： Ta=Ts+1/2r+b/rN 60*16k=960k1MB/s 順序組織 (20＋ ＋ )＋ (＋ ) 7＝ 220(ms) 隨機組織 (20＋ ＋ ) 256＝ 7373(ms) 2/8/20
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