Bài giảng Hệ điều hành: Chương 6 - Đặng Minh Quân

Chương 6 trình bày những kiến thức cơ bản về cấu trúc lưu trữ đĩa. Nội dung trình bày gồm có: Cấu trúc đĩa, điều phối đĩa, quản lý đĩa, SWAP, RAID. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hệ điều hành: Chương 6 - Đặng Minh Quân Hệ điều hành Chương 6: Cấu trúc lưu trữ đĩa Dang Minh Quan: Institute of IT for Economics-NEU, 2011 1 Tổng quan • Cấu trúc đĩa • Điều phối đĩa • Quản lý đĩa • SWAP • RAID Dang Minh Quan: Institute of IT for Economics-NEU, 2011 2 Cấu trúc đĩa  • Đĩa có ba ưu điểm chính hơn sử dụng bộ  nhớ chính để lưu trữ :  –  Dung lượng lưu trữ lớn hơn rất nhiều. –  Giá trên một bit rẻ hơn. –  Thông tin không bị mất đi khi không còn cung  cấp điện.  Dang Minh Quan: Institute of IT for Economics-NEU, 2011 3 Cấu trúc đĩa  Dang Minh Quan: Institute of IT for Economics-NEU, 2011 4 Điều phối đĩa  • Tốc độ đĩa bao gồm ba phần.  – seek time : di chuyển đầu đọc đến track hay  cylinder thích hợp  – latency time : chờ cho đến khi khối cần thiết  đến dưới đầu đọc  – transfer time : vận chuyển dữ liệu giữa đĩa và  bộ nhớ  • seek time và latency time là mất nhiều thời  gian nhất  Dang Minh Quan: Institute of IT for Economics-NEU, 2011 5 Thuật toán FCFS  • Ví dụ : cần phải đọc các khối tạI các  cylinder theo thứ tự như sau : – 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, và 67 • Giả sử hiện tại đầu đọc đang ở vị trí 53.  Dang Minh Quan: Institute of IT for Economics-NEU, 2011 6 Thuật toán SSTF  • Thuật toán này sẽ di chuyển đầu đọc đến  các khối cần thiết theo vị trí lần lượt gần  với vị trí hiện hành của đầu đọc nhất.  • Ví dụ : cần đọc các khối tạI các cylinder  như sau :  98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, và  67. Giả sử hiện tại đầu đọc đang ở vị trí 53.  Dang Minh Quan: Institute of IT for Economics-NEU, 2011 7 Thuật toán SCAN  • Theo thuật toán này, đầu đọc sẽ di chuyển về một  phía của đĩa và từ đó di chuyển qua phía kia.   • Ví dụ : cần đọc các khối tạI các cylinder như  sau :  98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, và 67. Giả sử  hiện tại đầu đọc đang ở vị trí 53.  Dang Minh Quan: Institute of IT for Economics-NEU, 2011 8 Thuật toán CSCAN  • Thuật toán này tương tự như thuật toán SCAN, chỉ  khác là khi nó di chuyển đến một đầu nào đó của  đĩa, nó sẽ lập tức trở về đầu bắt đầu của đĩa.  • Ví dụ : cần đọc các khối tạI các cylinder như  sau :  98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, và 67. Giả sử  hiện tại đầu đọc đang ở vị trí 53.  Dang Minh Quan: Institute of IT for Economics-NEU, 2011 9 Thuật toán LOOK  • Thông thường thì đầu đọc chỉ chuyển đến  cylinder xa nhất ở mỗi hướng chứ không đến  cuối. Do đó SCAN và C­SCAN được chỉnh theo  thực tế và gọi là lập lịch LOOK.   • Ví dụ : cần đọc các khối tạI các cylinder như  sau :  98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, và 67. Giả sử  hiện tại đầu đọc đang ở vị trí 53.  Dang Minh Quan: Institute of IT for Economics-NEU, 2011 10 Định dạng đĩa  • Một đĩa từ tính mới chỉ là một phiến trắng  • Trước khi một đĩa có thể lưu trữ dữ liệu,  nó phải được chia thành các sector để bộ  điều khiển đĩa có thể đọc và viết.  • Định dạng cấp thấp điền vào đĩa với một  cấu trúc dữ liệu đặc biệt cho từng sector.  • Cấu trúc dữ liệu cho một sector thường bao  gồm một tiêu đề, một vùng dữ liệu (thường  là 512 byte), và mã kết thúc.  Dang Minh Quan: Institute of IT for Economics-NEU, 2011 11 Định dạng đĩa  • Các tiêu đề và mã kết thúc chứa thông tin  được sử dụng bởi bộ điều khiển đĩa, chẳng  hạn như số hiệu của sector và một mã sửa  lỗi (ECC).  • Khi bộ điều khiển viết dữ liệu  vào một  sector trong quá trình I / 0 bình thường, ECC  được cập nhật với một giá trị tính từ tất cả  các byte trong khu vực dữ liệu.  • Khi dữ liệu khu vực được đọc, ECC được  tính toán lại và so sánh với giá trị được lưu  trữ.  Dang Minh Quan: Institute of IT for Economics-NEU, 2011 12 Định dạng đĩa  • Trước khi có thể sử dụng một đĩa để chứa các tập  tin, hệ điều hành vẫn cần phải ghi lại các cấu trúc  dữ liệu riêng của mình trên đĩa.  • Bước đầu tiên là phân vùng đĩa thành một hoặc  nhiều nhóm các cylinder. Hệ điều hành coi mỗi  phân vùng như thể là một đĩa riêng biệt.  • Tiếp theo, hệ điều hành lưu trữ các cấu trúc dữ  liệu ban đầu về hệ thống file vào đĩa. Các cấu trúc  dữ liệu này có thể bao gồm bản đồ không gian  còn dư và không gian đã phân bổ (một FAT hoặc  inodes) và một thư mục trống ban đầu.  Dang Minh Quan: Institute of IT for Economics-NEU, 2011 13 Khối khởi động  • Hầu hết các hệ thống lưu trữ một chương  trình bootstrap nhỏ trong ROM khởi động,  chương trình này có nhiệm vụ là lấy một  chương trình bootstrap đầy đủ từ đĩa.  • Chương trình tải và khởi động hệ điều  hành đầy đủ được lưu trữ trong các khối  khởi động tại một vị trí cố định trên đĩa.  Một đĩa có một phân vùng khởi động được  gọi là một đĩa khởi động hoặc ổ đĩa hệ  thống.  Dang Minh Quan: Institute of IT for Economics-NEU, 2011 14 Khối khởi độ ...