【正文】 現(xiàn)磁盤損壞時，數(shù)據(jù)恢復(fù)簡單。 S trip 4S trip 0S trip 8S trip 5S trip 1S trip 9S trip 6S trip 2S trip 1 0S trip 7S trip 3S trip 1 1S trip 4S trip 0S trip 8S trip 5S trip 1S trip 9S trip 6S trip 2S trip 1 0S trip 7S trip 3S trip 1 1R A I DL ev el 1 RAID(磁盤陣列） ?Level 2 ?采用完整的并行訪問技術(shù)，所有磁盤在任何時刻都并行地響應(yīng) I/O 請求；磁盤組中物理磁盤處于完全同步狀態(tài)，以保證任何時刻，所有磁盤的磁頭都處于相同位置。 ?數(shù)據(jù)按較小的條帶（一個字或一個字節(jié)）分布在不同的磁盤上。 ?根據(jù)磁盤數(shù)據(jù)計算錯誤校驗碼（比如海明碼），校驗碼按位分布在冗余磁盤對應(yīng)位置上。 ?數(shù)據(jù)傳輸率高；訪問效率高； ?成本比較高（比 RAID1稍低） B0 B 1 B2 B3 f 0 ( b ) f 1 ( b ) f 2 ( b )R A I DL ev el 2 RAID(磁盤陣列） ?Level 3 ?與 RAID2一樣，采用并行訪問技術(shù)； ?數(shù)據(jù)按較小的條帶（一個字或一個字節(jié)）分布在不同的磁盤上。 ?校驗碼是簡單的奇偶校驗碼（ 1位），保存在獨立的冗余磁盤對應(yīng)位置上。 ?一個磁盤損壞，可以方便地實現(xiàn)數(shù)據(jù)恢復(fù)； ?數(shù)據(jù)傳輸率高；訪問效率高； B 0 B1 B2 B3 P ar it yR A I DL ev el 3 RAID(磁盤陣列） ?Level 4 ?采用獨立訪問技術(shù)，每個磁盤獨立工作，分散的 I/O請求將得到很好的并行處理 ?數(shù)據(jù)按較大的條帶分布在不同的磁盤上。 ?校驗碼是簡單的奇偶校驗碼（ 1位），保存在獨立的冗余磁盤對應(yīng)位置上。 ?一個磁盤損壞，可以方便地實現(xiàn)數(shù)據(jù)恢復(fù)； ?寫操作效率較低，由于需要計算奇偶校驗位，磁盤組中一個磁盤發(fā)生寫操作，均需要讀取原檢驗信息，重新計算校驗信息，再寫校驗信息。 S trip 4S trip 0S trip 8S trip 5S trip 1S trip 9S trip 6S trip 2S trip 1 0S trip 7S trip 3S trip 1 1P 4 7P 0 3P 8 1 1R A I DL ev el 4 RAID(磁盤陣列） ?Level 5 ?與 RAID 4的差別僅在于校驗信息的保存位置；數(shù)據(jù)校驗碼作為條帶的一部分保存在磁盤組不同的磁盤中 Strip 1 9Strip 1 5Strip 1 8Strip 1 4Strip 1 7Strip 1 3Strip 1 6P 1 2 1 5P 1 6 1 9Strip 1 2Strip 4Strip 0Strip 8Strip 5Strip 1Strip 9Strip 6Strip 2P 8 1 1P 4 7Strip 3Strip 1 0Strip 7P 0 3Strip 1 1R A I DL ev el 5 光介質(zhì)存儲器 ?CDROM ?規(guī)格：直徑 120mm， 厚度 ， 中心孔徑 15mm ?結(jié)構(gòu)：樹脂片基，鋁反射層，保護(hù)膜，印刷層 ?數(shù)據(jù)記錄區(qū)： 32mm寬的環(huán)形記錄帶。 ? 等線速度方式：一個螺旋環(huán)環(huán)繞 22188次（ 600環(huán) /mm， 總長度約 ） ? 等角速度方式 ?數(shù)據(jù)表示：凹點（ Pit） 表示 0， Land 表示 1； 12 0m m3 2 m m15 mmP i t ( 微米直徑 )Land 光介質(zhì)存儲器 ?CDROM的數(shù)據(jù)格式 00 F F x 1 0 00 4 B y tes I D 2 0 4 8 B y tes Data 2 8 8 B y tes E C C1 2 B y tes SYNC HSec to r F o r ma t?Symbol： 14位， 8位數(shù)據(jù)， 6位海明校驗位 (看成一個 Bytes)； ?Frame： 42個連續(xù) Symbol（ 588bits）， 其中 192位（ 24字節(jié)）存儲數(shù)據(jù)，其余 396位用于錯誤糾正與控制 ； ?Sector： 98個 frame構(gòu)成一個 Sector（ 總計 2352Bytes）。 ?總?cè)萘浚?650MB ?等線速度旋轉(zhuǎn)時：單速： 120cm/s（ 最內(nèi)圈 530RPM，（ 最外圈 200RPM），75 Sectors/Sec（ 150KB/S）。 ?制作過程：母板壓模 ?讀機制： ，根據(jù)反射光的強度判斷是 0還是 1； 光介質(zhì)存儲器 ?CDR（ Recordables） ?與 CDROM的結(jié)構(gòu)、規(guī)格、技術(shù)指標(biāo)都一致，僅在數(shù)據(jù)記錄方法上有所差別，在片基（樹脂）與反射層（金）中增加了一層染料層作為數(shù)據(jù)記錄層，初始狀態(tài)下，染料層透明，在寫入狀態(tài)時，高能量（ 816mw） 使照射處的染料變色，變成不透明點，不可再恢復(fù)成透明狀態(tài)。讀出狀態(tài)下 ()， 根據(jù)透明不透明判斷是 0還是 1。 P r i n t e d l a b e lP r o t e c t i ve l a c qu e rR e f l e c t i ve g ol d l a y e rD y e l a y e rP l oy c a r b on a t e s u bs t r a t e1 . 2 m m 光介質(zhì)存儲器 ?CDRW（ Rewritables） ?與 CDR的差別是采用合金層代替染料層。一般采用銀、銦、銻、碲合金。該合金具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)：透明狀態(tài)（晶體結(jié)構(gòu)）和不透明狀態(tài)（無序結(jié)構(gòu)），初始時為晶體結(jié)構(gòu)。 ?CDRW工作時采用三種不同功率的激光： ? 大功率（寫）：合金熔化，由晶體結(jié)構(gòu)變?yōu)闊o序結(jié)構(gòu)； ? 中等功率（擦除）：合金熔化，由無序結(jié)構(gòu)變?yōu)榫w結(jié)構(gòu)； ? 小功率（讀） 光介質(zhì)存儲器 ?DVD（ Digital Video Disk） 與 CDROM的差別： ?Pit直徑更?。?）； ?環(huán)繞密度更高（ ， CDROM是 ）； ?（ CDROM是 ）； ?容量：單面單層 ， 單面雙層 ， 雙面單層 ， 雙面雙層17GB。 （ Philips and Sony要單面雙層結(jié)構(gòu)，他們認(rèn)為人們不愿意做翻面這樣的工作； Toshiba and Time Warner要雙面單層結(jié)構(gòu)，他們相信將雙層置于一層勢必帶來更多的麻煩。最后的結(jié)果成了四種結(jié)構(gòu)）。 ?數(shù)據(jù)傳輸率：單速 DVD Bytes/Sec。 作業(yè) 1. 某機主存容量為 16MB， 列（組）相聯(lián)方式的 CACHE容量為 64KB， CACHE與主存都分為 16列，每個數(shù)據(jù)塊為 256字節(jié)。某指令執(zhí)行時，經(jīng)尋址計算，其字節(jié)操作數(shù)的有效地址為 020281H， 又知CACHE中第 2列（列號為 2的那列）的前 4塊已裝入，且第 2列前 4塊的 Tag內(nèi)容為 : 0 010H 1 020H 2 030H 3 040H （ 1） 寫出主存與 Cache的地址格式； （ 2）上述操作數(shù)能否從 CACHE中讀取，若能，給出其在 CACHE中的地址。 2. 計算機系統(tǒng)包含 32K字的主存， Cache容量 4K字，每組 4 Blocks， 每Block 64個字。假設(shè) Cache開始是空的， CPU順序從存儲單元 0， 1， 2到 4351中讀取字，然后再重復(fù)這樣的取數(shù) 9次， Cache比主存快 10倍，采用 LRU替換算法， 假定塊替換的時間忽略不計，計算采用 Cache后的加速比。 ?存儲系統(tǒng)概述 ?主存儲器的組成與工作原理 ?高速緩沖存儲器的結(jié)構(gòu)與工作原理 ?輔助存儲器（磁表面存儲器） ?虛擬存儲系統(tǒng) 虛擬存儲系統(tǒng) ?多道程序（多進(jìn)程）運行 ?I／ O 操作速度緩慢，單道程序運行時 CPU不得不經(jīng)常等待 I／ O； ?多道程序（多進(jìn)程）運行，在一個進(jìn)程處于等待 I/O操作時， CPU轉(zhuǎn)向執(zhí)行另一個進(jìn)程； ?由于 CPU的速度比 I/O速度高得多，即使多個進(jìn)程運行， CPU仍然存在等待 I/O的狀態(tài)。 ?同時運行更多的進(jìn)程，多內(nèi)存的需求增大，解決辦法？ ? 擴展內(nèi)存，以便容納更多的進(jìn)程，充分占用 CPU的時間；但是內(nèi)存太貴，另一方面，程序（或進(jìn)程）對存儲空間的需求在不斷增加，擴展內(nèi)存無法解決。 ? 采用交換機制（屬于操作系統(tǒng)的內(nèi)容），進(jìn)程保存在硬盤中，當(dāng)內(nèi)存有空間時，進(jìn)程被調(diào)入，每次調(diào)入一個，當(dāng)進(jìn)程完成時，移出內(nèi)存，以便其他進(jìn)程調(diào)入。 ?當(dāng)單道程序?qū)?nèi)存的需求量超過物理內(nèi)存的容量時 ?將程序分成若干部分（段、頁），每次調(diào)入一部分，其余存儲在硬盤中，不斷在內(nèi)存和硬盤中進(jìn)行交換，達(dá)到完成程序運行的目的。 ?以上兩種情況：存在一種將內(nèi)存和外存視為一個整體，使外存完成內(nèi)存的功能的需要。這樣一種將內(nèi)外存統(tǒng)一管理的存儲管理機制就是虛擬存儲管理（虛擬存儲系統(tǒng)）。 頁式虛擬存儲系統(tǒng) ?程序空間 ?一個大容量的存儲空間，稱為虛存空間 ?程序中的地址：虛擬地址、邏輯地址 ?頁式虛擬存儲器 ?虛存空間和主存空間按統(tǒng)一大小分成若干頁，虛存稱為虛頁，主存稱為實頁。 ?程序按頁調(diào)入內(nèi)存（某一虛頁調(diào)入某一實頁） ?虛存的地址格式（邏輯地址格式）：虛頁號 ＋ 頁內(nèi)地址 ?實存的地址格式（物理地址格式）：實頁號 ＋ 頁內(nèi)地址 ?頁表：虛頁與實頁的映射，實現(xiàn)虛實地址的轉(zhuǎn)換。 ?頁表：建立在內(nèi)存中，操作系統(tǒng)為每道程序建立一個頁表。 ?頁表基址寄存器：保存頁表在內(nèi)存中的起始地址。 頁式虛擬存儲系統(tǒng) 虛頁 0 虛頁 1 虛頁 2 虛頁 3 虛頁 4 進(jìn)程 A 頁 13 頁 14 頁 15 頁 16 頁 17 頁 18 頁 19 頁 20 頁 21 頁 12 A的頁 0 A的頁 1 A的頁 2 A的頁 3 內(nèi)存 實頁號 狀態(tài)位 14 16 17 1 1 1 19 1 XX 0 A的頁表 虛頁 0 1 2 3 4 頁式虛擬存儲系統(tǒng) ?轉(zhuǎn)換后備緩沖器 TLB（ Translation Lookaside Buffer） ?每次虛擬存儲器的訪問帶來兩次存儲器訪問，一次訪問頁表，一次訪問所需的數(shù)據(jù)（或指令），簡單的虛擬存儲器速度太慢。 ?解決辦法：使用 Cache存儲頁表項，稱為 TLB， 它包含了最近使用的那些頁表項。 頁式虛擬存儲系統(tǒng) 開始CPU 檢查 TLB頁表在 TLB 中訪問頁表頁在主存 中更新 TLBCPU 生成物理地址操作系統(tǒng)指揮CPU 從磁盤讀取頁CPU 啟動 I/O頁由磁盤傳送到主存主存滿 完成頁替換修改頁表Ye sNoYe sNoYe sNo程序請求存取一頁 其他形式的虛擬存儲器 ?段式虛擬存儲器 ?段頁式虛擬存儲器