設(shè)備與io管理培訓(xùn)教材-在線瀏覽
2025-03-19 19:52本頁(yè)面
【正文】 ? 獨(dú)占型設(shè)備的分配與去配 ? 塊型獨(dú)占 ? 字符型獨(dú)占 ? 共享型設(shè)備的分配與去配 ? 塊型共享 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 設(shè)備控制塊 (UCB) 通道控制塊 (CCB) 設(shè)備標(biāo)識(shí) 設(shè)備狀態(tài) 相連通道 占有設(shè)備進(jìn)程 通道標(biāo)識(shí) 通道狀態(tài) 通道類型 占有通道進(jìn)程 系統(tǒng)設(shè)備表 (SDT) 設(shè)備類 總數(shù) 設(shè)備等待隊(duì)列 UCB表指針 … … … … lp m Sm UCB UCB … UCB … … … … 獨(dú)占型設(shè)備的分配與去配 用戶使用獨(dú)占型設(shè)備活動(dòng)： 申請(qǐng)，使用，使用， … ，使用，釋放 申請(qǐng)： (1) 根據(jù)設(shè)備類查 SDT表 (2) P(Sm) (3) 查 UCB表找一空閑設(shè)備并分配 使用： (1) 分配通道 (2) IO傳輸 (3) 去配通道 釋放： (1) 找 SDT表對(duì)應(yīng)入口 (2) 查 UCB表，去配 (3) V(Sm) 設(shè)備的分配與去配 ?共享型設(shè)備的分配與去配 – 用戶使用共享型設(shè)備活動(dòng) – 使用，使用， … ，使用 – 特征 – 來(lái)自文件系統(tǒng)； – 每次讀（寫）一塊； – 通常經(jīng)過(guò)緩沖； – 排隊(duì)優(yōu)化。它一般由如下三個(gè)因素確定 ： ? 尋道時(shí)間（ seek time）：將磁盤引臂移動(dòng)到指定柱面所需要的時(shí)間； ? 旋轉(zhuǎn)延遲（ rotational delay）：指定扇區(qū)旋轉(zhuǎn)到磁頭下的時(shí)間； ? 傳輸時(shí)間（ transfer time）：讀 /寫一個(gè)扇區(qū)的時(shí)間 。 ? 旋轉(zhuǎn)延遲 Tr計(jì)算公式如下： ? Tr=1/(2r) ? 其中， r為磁盤轉(zhuǎn)速。 磁盤 I/O參數(shù) ? 傳輸時(shí)間 Tt計(jì)算公式如下： ? Tt=b/(rN) ? 其中， b為讀 /寫字節(jié)數(shù)， r為磁盤轉(zhuǎn)速， N為一條磁道上的字節(jié)數(shù)。采用 CLOOK引臂調(diào)度算法，當(dāng)前引臂位置處于第 100磁道，當(dāng)前移動(dòng)方向由外向內(nèi)，并規(guī)定引臂向內(nèi)掃描時(shí)為路經(jīng)請(qǐng)求服務(wù)。 例題 ? 解答： ? (1)磁盤引臂移動(dòng)序列為 : 100→ 120→ 30→ 70→ 85，跨越磁道數(shù)： 20+90+40+15=165。 緩沖技術(shù) ? 設(shè)備 處理數(shù)據(jù)到達(dá)與離開速度不一致所采用的技術(shù) 。 (init n) mutex:semaphore。 char info[6]。 //free c blocks struct clist //associated with a character device { int c_cc。 //pointer to first block int c_cl。 //BUSY, ASYNC, DELWRI, DONE... struct buf *b_forw。 struct buf *av_forw。 int b_dev。 //transfer count char *b_addr。 //high order core (buffer) address char *b_blkno //block on device char b_error。 //word not transferred after error }buf[NBUF] 塊型設(shè)備緩沖（頭部） 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 B_READ/B_WRITE B_DONE B_ERROR B_BUSY B_WANTED B_RELOC B_ASYNC B_DELWRI b_flag: struct devtab //設(shè)備 IO隊(duì)列 { char d_active。 //error count struct buf *b_forw。 //last buffer for this dev struct buf *d_actf。 //tail of IO queue } char buffers[NBUF][514]。 //緩沖區(qū)頭部的鏈頭 struct devtab{ char d_active。 struct buf *b_forw。 struct buf *d_actf。 } 18 21 bfreelist 35 65 83 68 相關(guān)操作： getblk(dev,blkno) //assign a buffer for the given block bread(dev,blkno) //read a block(if necessary), return buf pointer breada(dev,blkno,rablkno) //read in first block, like read。 ? Else ? bfreelist上有等待者 ,喚醒 ? bp入 av鏈 bread(dev,blkno) ? 參數(shù)： dev:設(shè)備號(hào)， blkno: 設(shè)備塊號(hào) ? 返回：載有信息的緩沖區(qū) bp ? 步驟： ? bp=getblk(dev,blkno) ? if (緩沖區(qū)數(shù)據(jù)有效 ) ? return(bp) //在 cache中得到 ? 啟動(dòng)磁盤讀 (d_actf/d_actl鏈 ) ? sleep(等待讀盤完成事件 ) ? 中斷 ? 喚醒 ? return(bp) breada(dev,blkno,rablkno) ? 參數(shù)： dev:設(shè)備號(hào)， blkno:讀塊號(hào)， rablkno:預(yù)讀塊號(hào) ? 返回： blk緩沖塊指針 rbp ? 步驟： ? rbp=getblk(dev,blkno) ? if(信息無(wú)效 ) ? 啟動(dòng)設(shè)備讀入 (d_actf/d_actl鏈 ) ? rabp=getblk(dev,rablkno) ? if (B_DONE) //緩沖區(qū)從 b鏈得到 ? brelse(rabp) //入 av鏈 ? else //緩沖區(qū)從 av鏈得到 ? 啟動(dòng)設(shè)備讀入 (d_actf/d_actl鏈 ) //中斷時(shí)入 av鏈 ? iowait(rbp) ? return(rbp) bwrite(bp) ? 參數(shù)： bp：緩沖區(qū)指針 ? 步驟： ? 入設(shè)備 d_act隊(duì)列 (若設(shè)備不忙啟動(dòng)設(shè)備 ) ? if(! B_ASYNC) ? sleep(等待 IO完成事件 ) ? 中斷 ? 喚醒 ? brelse(bp), (bp入 av鏈 ) bdwrite(bp) ? 參數(shù) : bp: 緩沖區(qū)指針 ? 返回 : 無(wú) ? 步驟： ? 標(biāo)記 b_flags =| B_DELWRI | B_DONE ? brelse(bp), (bp入 av鏈 ) bawrite(bp) ? 參數(shù)： bp: 緩沖區(qū)頭指針 ? 返回：無(wú) ? 步驟： ? bpb_flag =| B_ASYNC ? bwrite(bp) ? 中斷 ? 入 av隊(duì)列 輸入輸出進(jìn)程 ? 專門負(fù)責(zé) IO傳輸?shù)倪M(jìn)程 ? 另外一種 IO模式 —服務(wù)模式 ? C/S Model ? 特點(diǎn) ? 界面清晰 ,方便使用 ? 兩次進(jìn)程切換 ,速度問題 RAID技術(shù) ? RAID: ? Redundant Array of Inexpensive Disks ? pared with SLEDs (Single Large Expensive Disks) ? Redundant Array of Independent Disks //獨(dú)立磁盤冗余陣列 ? Proposed by researchers at UC Berkeley ? David A. Patterson ? Background ? disk access speed increases slowly pared with CPU ? solution: multiple parallel ponent ? Objective ? enhanced perfor
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