Blokkos eszközök. RAM lemezek



Hasonló dokumentumok
Operációs rendszerek MINB240. Bevitel-Kivitel. 6. előadás Input és Output. Perifériák csoportosításá, használat szerint

Bevitel-Kivitel. Operációs rendszerek MINB240. Perifériák előadás Input és Output I. Perifériák csoportosítása használat szerint

12. Másodlagos tár szerkezet

Fábián Zoltán Hálózatok elmélet

Bevitel-Kivitel. Eddig a számítógép agyáról volt szó. Szükség van eszközökre. Processzusok, memória, stb

2. Számítógépek működési elve. Bevezetés az informatikába. Vezérlés elve. Külső programvezérlés... Memória. Belső programvezérlés

Máté: Számítógép architektúrák

A számítógép egységei

Számítógép felépítése

Számítógépek felépítése, alapfogalmak

Operációs rendszerek

Mágneses háttértárak

Nem biztos, hogy mindenhol helytáll, helyenként hiányos, de az eddigi kérdések össze vannak gyűjtve őszi félév első zhval bezárólag.

RAID. Felhasználói útmutató

Nyíregyházi Egyetem Matematika és Informatika Intézete. Input/Output

elektronikus adattárolást memóriacím

8. A háttértár kezelése. Operációs rendszerek. Miért van szükség háttértárra? 8.1. Háttértárak típusai. Mágneslemez. Mágnesszalag

A számítógépek felépítése. A számítógép felépítése

IT - Alapismeretek. Feladatgyűjtemény

Architektúra, megszakítási rendszerek

A mikroprocesszor felépítése és működése

Alapismeretek. Tanmenet

1. Digitális írástudás: a kőtáblától a számítógépig 2. Szedjük szét a számítógépet 1. örök 3. Szedjük szét a számítógépet 2.

A fő menüpontok között a bal vagy jobb nyíllal mozoghatunk, Enter leütésére pedig megjelenik az adott menühöz tartozó tartalom.

Megoldás. Feladat 1. Statikus teszt Specifikáció felülvizsgálat

Alapismeretek. Tanmenet

Magas szintű optimalizálás

IT - Alapismeretek. Megoldások

5-6. ea Created by mrjrm & Pogácsa, frissítette: Félix

Digitális rendszerek. Digitális logika szintje

Informatika érettségi vizsga

Megkülönböztetünk papír alapú, mágneses, optikai, valamint egyéb háttértárakat.

Lemezkezelés, állományrendszerek

Operációs rendszerek előadás Multiprogramozott operációs rendszerek

Az operációs rendszer szerkezete, szolgáltatásai

Új kompakt X20 vezérlő integrált I/O pontokkal

Külső eszközök. Felhasználói útmutató

6. Háttértárak. Mágneses elvű háttértárak. Ezek az eszközök ki-, bemeneti perifériák, az adatok mozgása kétirányú.

MPLAB IDE - SIM - - Rövid ismertető a használathoz - Kincses Levente 3E22 89/ November 14. Szabadka

Processzusok (Processes), Szálak (Threads), Kommunikáció (IPC, Inter-Process Communication)

Készítette: Trosztel Mátyás Konzulens: Hajós Gergely

Windows ütemezési példa

OPERÁCIÓS RENDSZEREK. Elmélet

6. óra Mi van a számítógépházban? A számítógép: elektronikus berendezés. Tárolja az adatokat, feldolgozza és az adatok ki és bevitelére is képes.

USB adatgyűjtő eszközök és programozásuk Mérő- és adatgyűjtő rendszerek

Dr. Illés Zoltán

C programozás. { Márton Gyöngyvér, 2009 } { Sapientia, Erdélyi Magyar Tudományegyetem }

1. Fejezet: Számítógép rendszerek

Hardver összetevők ellenőrzése Linux alatt. Hardverguruk előnyben...

Alapismeretek. Tanmenet

Operációs rendszerek

Külső eszközök. Felhasználói útmutató

Háttértárak. a tárolható adatmennyiség nagysága (kapacitás), a gyorsasága, azaz mekkora az adat-hozzáférési idı, az adatsőrőség nagysága.

Az interrupt Benesóczky Zoltán 2004

14. óra op. rendszer ECDL alapok

Küls eszközök. Dokumentum cikkszáma: Ez az útmutató a külön beszerezhető külső eszközök használatát ismerteti

Operációs rendszerek. UNIX fájlrendszer

Készítette: Oláh István mestertanár

Dr. Illés Zoltán

Fábián Zoltán Hálózatok elmélet

INVERSE MULTIPLEXER RACK

Operációs rendszerek

Számítógépek felépítése

PMU Kezdı lépések. 6-0 Csatlakozás LG GLOFA-GM és SAMSUNG PLC-hez. 6-1 Kommunikáció LG PMU és LG GLOFA-GM7 / GM6 / GM4 között

Operációs rendszerek Folyamatok 1.1

Uniprogramozás. várakozás. várakozás. Program A. Idő. A programnak várakoznia kell az I/Outasítások végrehajtására mielőtt továbbfuthatna

Az Ön kézikönyve HP COMPAQ DC5700 MICROTOWER PC

Számítógépes alapismeretek 2.

Küls eszközök. Dokumentum cikkszáma: Ez az útmutató a külön beszerezhető külső eszközök használatát ismerteti

A processzor hajtja végre a műveleteket. összeadás, szorzás, logikai műveletek (és, vagy, nem)

loop() Referencia:

Operációs rendszerek. Bemutatkozás

Programozható Logikai Vezérlő

S.M.A.R.T. Forrás:

A PC története. Informatika alapjai-9 Személyi számítógép (PC) 1/12. (Personal computer - From Wikipedia, the free encyclopedia)

A vezérlő alkalmas 1x16, 2x16, 2x20, 4x20 karakteres kijelzők meghajtására. Az 1. ábrán látható a modul bekötése.

Máté: Számítógép architektúrák

Processzusok (Processes), Szálak (Threads), Kommunikáció (IPC, Inter-Process Communication)

Operációs Rendszerek MSc

WAGO PLC-vel vezérelt hő- és füstelvezetés

ADATHORDOZÓ LEMEZ. Különböző ADATHORDOZÓK. MO lemez. hajlékonylemez CDROM, DVDROM. lemez. merevlemez CDRAM, DVDRAM. lemez

Verzió: PROCONTROL ELECTRONICS LTD

TestLine - Informatika gyakorló Minta feladatsor

Általános rendszergazda Általános rendszergazda

Térinformatika. Térinformatika. GIS alkalmazói szintek. Rendszer. GIS funkcionális vázlata. vezetői szintek

A LOGSYS GUI. Fehér Béla Raikovich Tamás, Laczkó Péter BME MIT FPGA laboratórium

Dr. Illés Zoltán

AF hangú kód adó-vevő. Fő jellemzők:

Moduláris USB billentyűzet emulátor

Utolsó módosítás:

A merevlemez állapota hibátlan. Nem található hibás vagy gyenge szektor, nincsenek felpörgési és adatátviteli hibák sem.

TestLine - zsoltix83tesztje-01 Minta feladatsor

Laboratóriumi műszerek megvalósítása ARM alapú mikrovezérlővel és Linux-szal

Ismerkedjünk tovább a számítógéppel. Alaplap és a processzeor

Megszakítások és kivételek

Bevezetés az informatikába

Utolsó módosítás:

Processzus. Operációs rendszerek MINB240. Memória gazdálkodás. Operációs rendszer néhány célja előadás Memóriakezelés

TestLine - zsoltix83tesztje-01 Minta feladatsor

Digitális rendszerek. Utasításarchitektúra szintje

Átírás:

Input és Output 1

RAM lemezek Blokkos eszközök Memória egy részének lefoglalása Lemezhez hasonló használat Nem állandó jellegű tárolás, de rendkívül gyors elérés Hasznos telepítésnél 2

Blokkos eszközök Lemezek RAID 3

Lemezek Logikai felépítés: blokkok egy dimenziós tömbje Fizikai felépítés: 4

Lemezkezelés Lemez hozzáférések sorrendje nagyon fontos Nagy a sebesség különbség a memória és a lemez között Az átviteli sebesség nagyban függ A kérések sorrendjétől -> lemezfej ütemező Az adatok elhelyezésétől a lemezen -> file rendszer A lemezfej ütemezőnek ismernie kell a lemez geometriáját 5

Lemez geometria Fizikai geometria Virtuális geometria A lemez konstans sebességgel forog. Belső zónák rövidebbek, a fej lassabban mozog felettük. Külső zónák nagyobb területűek, több adatot képesek tárolni. 6

Merevlemez művelet A merevlemez egy mozgó eszköz: pontosan kell pozicionálni az olvasáshoz Egy lemez műveletet befolyásol Várakozási idő: a processzus várakozik az eszközre, hogy hozzáférjen Hozzááférési idő: a lemez fej pozicionálás Transzfer idő: szektorok olvasása/írása a fej alatt 7

Alacsony formátum Egy szektor beolvasása után az adatot át kell adni az operációs rendszernek. Ez sajnos időt vesz el és amikor a következő kérés bejön elmulasztja a szektort. No interleaving Interleaving Dupla interleaving 8

Alacsony formátum Modern eszközök nem használják az interleaving technikát, inkább beolvassák az egész track-et az eszközvezérlő cache-ébe 9

Lemezfej ütemező Egy blokk olvasásának, írásának idejét 3 tényező befolyásolja Keresési idő (domináns): T S A fej mozgatása a megfelelő pályára Forgatási késleltetés Forgási sebesség: r 10 000 rpm, egy fordulat 6 ms, átlagos késleltetés 3 ms Aktuális transzfer idő b byte, N byte per sáv T = b r N 10

Lemezfej ütemező Egy lemezhez több I/O kérés is befuthat A kérések véletlenszerű feldolgozása nagyon rossz hatékonysághoz vezet 11

FIFO, First-In-First-Out ütemező Ahogy bejönnek a kérések úgy dolgozzuk fel Fair, igazságos (nincs éheztetés) Hosszú válaszidő, kis sávszélesség Néhány processzusig jó Sok processzus esetén a random felé tart 12

FIFO Fej mozgása: 640 cylinder 13

SSTF, Shortest Seek Time First Az aktuális pozícióból kiindulva a legkevesebb fej mozgatást igénylő kérést szolgálja ki 14

SSTF Fej mozgása: 236 cylinder 15

Elevator, lift algoritmus (SCAN) Pásztázó algoritmus A fej a lemez egyik végétől a másikig halad Az útba eső kéréseket szolgálja ki Sávszélesség nagy, nincs kiéheztetés 16

SCAN Fej mozgása: 208 cylinder 17

Olyan mint a SCAN, de C-SCAN Ahogy a fej az egyik irányba mozog kicsolgálja a kéréseket Ha elér a lemez végére, azonnal az elejére ugrik a fej 18

C-SCAN 19

Egyéb trükkök Kiszolgálási idő csökkentése Az összetartozó adatok legyenek egymás mellett A leggyakrabban használt adatok legyenek a lemez közepén Tároljuk a leggyakoribb adatokat többször Olvassunk, írjunk egyszerre több blokkot Adattömörítés 20

RAID SLED: Single Large Expensive Disk Redundant Array of Inexpensive Disks Olcsó lemezek redundáns tömbje Általában hardware-ben van implementálva Software RAID egyre gyakoribb a modern operációs rendszerekben Lemezek tönkremenetele elleni védelem, redundancia Egy virtuális lemez jön létre, nem kell új interface 21

RAID 0 Diszkeket fűzünk össze Logikai blokkokat felváltva osztjuk ki Párhuzamos I/O műveletek, gyorsabb Nagyobb teljesítmény Nincs redundancia Adatvesztés nő Blokknál nagyobb egység (strip) 22

RAID, virtuális lemez 23

RAID 1 Lemez tükrözés Minden adatot két független lemezen tárolunk Fele tárolókapacitás Adatvesztés esélye csökken Egyszerű, de drága 24

RAID 0+1, 1+0 25

RAID 2, 3 RAID 2 Redundancia Hamming kódolással Memóriához hasonló RAID 3 26

RAID 4 RAID 0-t kiegészítjük egy paritás lemezzel Egy lemez kiesése esetén a paritás lemez és a többi lemez segítségével helyreállítható az adat 27

Előnyök: RAID 4 Viszonylag olcsó Egy blokk olvasásához egy lemez kell Független olvasások, párhuzamosítás Hátrányok Az írás nem párhuzamosítható A paritás lemezt minden írás használja A lemezek igénybevétele nem egyforma 28

RAID 5 RAID 4 javítása A paritás blokkot az adatok közé keverjük A lemezek igénybevétele egyforma 29

RAID 6 Több paritás blokk, több lemezen 30

RAID Magas megbízhatóság: 1, 5, 0+1, 1+0 Nagy teljesítmény: 0, 1, 0+1, 1+0 Alacsony költség: 0, 5 Bármelyik kettőt teljesíthetjük 31

Egyszerűbb szerkezet Egyszerűbb vezérlő Hajlékony lemez Operációs rendszernek több a munkája Nem használnak lemezfej ütemezőt Szigorúan egymás után fogadják és szolgálják ki a kéréseket Cserélhetők (merev lemezzel ellentétben) 32

Hajlékony lemez Többféle lemezformátum van 5.25 hüvelykes lemez 360 Kbyte -1.2 MB 3.5 hüvelykes lemez 360 Kbyte -1.44 MB Formátum meghatározás Magasabb számozású szektorok és pályavonalak olvasása (kizárásos alapon) Probléma lehet a hibás szektor 33

Hibakezelés Hibák Programozói hiba Nem létező szektor kérése Hibajavító kód átmeneti hibája Olvasófejen porszem van Hibajavító kód tartós hibája Lemez blokkja fizikailag káros Keresési hiba A 6. Cilinderhez küldött fej a 7. Cilinderhez mozdul Vezérlő hiba Vezérlő elutasítja a parancsok elfogadását 34

Programozói hiba A vezérlők ellenőrzik a paramétereket Elvileg nem kellene előfordulnia Ebben az esetben a legtöbb amit tehetünk, pillanatnyi lemezkérés hibát jelezni Reméljük hogy nem fog túl sokszor előfordulni 35

Időleges Porszemek Hibajavító kód hibája Ha hiba nem szűnik meg, hibás blokk Kerülni kell a használatát Állomány mely tartalmazza a hibás blokkokat Foglalásnál már nem próbálkozunk többet Olvasás még mindig problémás lehet Biztonsági mentésnél»ne sávonként mentsünk»állományonkénti olvasás biztonságosabb 36

Hibajavító kód hibája Hibás szektor Egy üres szektor használata Szektorok eltolása 37

Keresési hiba Általában mechanikus hiba Általában a vezérlő javítja a hibát Beállítja a hiba bitet Megpróbálja újra kalibrálni az eszközt Ha nem oldja meg a problémát, javítani kell az eszközt 38

Vezérlési hiba A vezérlő egy önálló kis számítógép Váratlan események Végtelen vezérlő ciklus Elveszít egy pályavonalat A legrosszabb esetre egy speciális áramkör Arra utasítja a vezérlőt, hogy mindent felejtsen el és újra állítsa be magát 39

Terminálok Régebben a számítógéppel terminálokon keresztül kommunikáltak a felhasználók Képernyő + billentyűzet + vezeték Csoportosítás Tárcímleképzéses csatoló Elektronikailag a számítógép része RS-232 szabványt használó, soros vonallal kapcsolódik Hálózati csatolón keresztül kommunikál 40

Tárcímleképzéses terminál 41

Tárcímleképzéses terminál A legegyszerűbb képernyő üzemmód Karakteres 25 x 80 1 byte -ASCII karakter 1 byte -karakter attribútuma 4000 byte Video memória Grafikus Pixel alapú 42

Tárcímleképzéses terminál A billentyűzet teljesen elvált Soros vagy párhuzamos vonalon kommunikál Minden billentyű leütéskor a CPU-hoz egy megszakítés érkezik Az I/Okapu kiolvasásával kapjuk meg a leütött karaktert 43

Egy olyan eszköz, mely RS-232 terminálok billentyűzetből és megjelenítőből áll soros vonalon bitenként kommunikál Csatlakozó 9 vagy 25 tűs Bitenként kell elküldeni a karaktereket Stop bit Start bit Paritás bit 44

Hálózati terminálok X Window System 45

Órajel megszakítás Az op. rsz. beállíthatja Programozható órák CPU felé (megszakítás) Impulzusok Számláló mely minden Impulzusnál csökken Zérus esetén, megszakítés és újratöltés Programozható kezdeti érték 46

Real-Time Clock (RTC) CPU-tól független CPU Cycle Counter Órák Linux alatt Idő múlásának nyilvántartása (gettimeofday) Időmérés Kernel Clock megszakítást generál fix intervallumokban 47

Idő karbantartása Óra szoftver Processzus csak a megadott ideig fusson CPU kihasználtság nyilvántartása alarm() rendszerhívás kezelése Watchdog időzítők Profilozás, statisztika 48

Alarm Több időzítő szimulálása egy órával Időzítés: 4203, 4207, 4213, 4215, 4216 Minden órajel csökkenti a Next signal számlálót Ha zérus lesz Elküldi a jelzést A lista elejéről betölti a következő számláló értéket 49

Unix 1970 jan 1 -től Windows 1980 jan 1 -től Idő karbantartása 50

Power management Energia egyre inkább probléma a hadrware tervezők számára Hosszú élettartamú akkumulátorok mobil eszközökhöz Hő kezelése Operációs rendszer tudja mi történik a gépen Jelentős szerep az energiakezelésben Kikapcsolhat egységeket Csökkentheti a teljesítményt (energia takarékosság) 51

Fogyasztási statisztika 52

Lemeznél Power management Időbe telik a leállítás és a felpörgetés Segít Bufferelés, RAM lemez Képernyőnél mely rész háttérvilágítását lehet lekapcsolni 53

Power management CPU alvó állapotba helyezhető Megszakítás ébreszti (a) a CPU teljes sebességen fut (b) a CPU fele sebességen fut Negyes akkor fogyasztás 54

ACPI Advanced Configuration and Power Interface Intel, Microsoft, Toshiba fejlesztette Definiál Hardware regisztereket Szilikonban implementálva BIOS interface Rendszer és eszköz állapotokat ACPI Thermal model 55

ACPI 56