Два подхода к решению проблемы согласования данных

· Сквозная запись (write through). При каждом запросе к медленной памяти, в том числе и при записи, просматривается кэш. Если данные по запрашиваемому адресу отсутствуют, то запись выполняется только в медленную память. Если же данные, к которым выполняется обращение, находятся в кэше, то запись выполняется одновременно в кэш и основную память.

· Обратная запись (write back). При возникновении запроса к памяти выполняется просмотр кэша, и если запрашиваемых данных там нет, то запись выполняется только в медленную память. В противном же случае запись производится только в кэш-память, при этом в описателе данных делается специальная отметка (признак модификации), которая указывает на то, что при вытеснении этих данных из кэша (так называемом «сбросе кэша») необходимо переписать их в медленную память, чтобы актуализировать устаревшее содержимое этой медленной памяти.

Алгоритм работы кэш-памяти

1. Выполнить запрос к медленной памяти.

2. Выполнить просмотр кэша.

3. Произошло кэш-попадание. Если да, то перейти к шагу 4, если нет, то - к шагу 8.

4. Определить какая операция. Если «чтение», то перейти к шагу 5, если «запись» - к шагу 7.

5. Считать данные из кэша.

6. Передать данные источнику запроса. Закончить алгоритм.

7. Определить режим согласования. Если «сквозная запись», то произвести запись в основную память и в кэш, иначе (т.е. режим «обратной записи») – произвести запись в кэш и установить признак модификации. Закончить алгоритм.

8. Определить, какая операция: если «запись», то произвести запись в основную память и закончить алгоритм; если «чтение», перейти к шагу 9.

9.Произвести чтение из основной памяти.

10.Определить, есть ли свободное пространство в кэше. Если да, то перейти к шагу 13, иначе – к шагу 11.

11. Осуществить выбор данных на выгрузку и объявить соответствующий элемент кэша свободным.

12.Определить, были ли выгружаемые данные модифицированы. Если да, то копировать выгружаемые данные в основную память.

13.Копировать данные, считанные из основной памяти в кэш.

14.Передать данные источнику запроса. Закончить алгоритм.

 

Дисковая подсистема. 2 принципа, на которых основана ее работа. Геометрия диска. Понятие раздела. Типы разделов. Правила именования дисков и разделов в Linux-системах.

Принципа, на которых основана работы дисковой подсистемы

· магнитной технологии записи

· быстром вращении самого диска (3600, 7200 об./мин)

Определения

· Окружность на магнитной пластине, которую описывает головка при вращении пластин, называется дорожкой.

· Совокупность таких дорожек, расположенных одна под другой (определяемая каждым фиксированным положением головок), называется цилиндром.

· Поэтому диски часто характеризуются совокупностью трех цифр: числом цилиндров/числом дорожек в цилиндре/числом секторов на дорожке или C/H/S (от первых букв соответствующих английских терминов: Cylinder/Head/Sector, т. е. цилиндр/головка/сектор). Эти три цифры называют «геометрией диска».

Расчет объема («сырой емкости») диска Диск с геометрией C/H/S имеет объе: C*H*S*512 байт.

 

Раздел диска

Раздел – часть диска, представленная в виде непрерывной последовательности секторов, в которой может быть установлено не более одной ОС (файловой системы).

Информация о разделах представлена в специальной таблице разделов, которая хранится в MBR (Master Boot Record – Главной загрузочной записи, которая находится в нулевом секторе диска).

Активным называется раздел, с которого будет начинаться загрузка.

Таблица создается с помощью программы, подобной fdisk.

Типы разделов

· Основной (первичный)

o Не подвергается разбиению

o Не более 4-х

· Дополнительный (расширенный)

o Можно разбивать на подразделы (логические диски)

o Не более одного

Правила именования дисков в Linux

· В Linux диск в целом (т. е. физический диск) доступен через файл, который ассоциирован с устройством.

· Файлы устройств расположены в каталоге /dev

· Примеры имен: /dev/hda, /dev/hdb, /dev/sda

o IDE (EIDE) диски –

o главный диск первичного контроллера -> a (Primary master)

o подчиненный (slave) диск первичного контроллера -> b ((Primary slave)

o главный диск (master) вторичного контроллера -> с (Secondary master);

o подчиненный (slave) диск вторичного контроллера -> d (Secondary slave)

· SCSI диски – sd SCSI-

o диски нумеруются буквами латинского алфавита в зависимости от порядкового номера диска на шине SCSI (a, b,c,d…)

· Диски SATA и съёмные USB-устройства (USB флэш-карты, цифровые камеры и т. п.) обычно распознаются системой как SCSI-диски и, соответственно, обозначаются также sda, sdb и т. д.

· Аналогично через эмуляцию SCSI в Linux могут работать записывающие лазерные приводы (CD- и DVD-RW), они также получают имена, соответствующие SCSI-дискам, даже если в действительности подключены к шине IDE.

· В некоторых версиях это не так (могут распознаваться и в соответствии с интерфейсом)

· Разделы на дисковых устройствах нумеруются цифрами, начиная с 1.

· Первичные разделы обозначаются дополнительной цифрой в имени устройства: /dev/hda1, /dev/hda2, /dev/hda3, /dev/hda4

· Логические разделы в Linux доступны по именам /dev/hda5, /dev/hda6... (начиная с номера 5).

 

Понятие файла и файловой системы (ФС). Основные задачи, выполняемые ФС. Типы файлов. Иерархические структуры файловых систем. Понятия ссылок (жесткой, символической). Имена файлов. Операция монтирования ФС. Атрибуты файлов. Критерии эффективности функционирования ФС.

Файл – это именованная область внешней памяти, в которую можно записывать и из которой можно считывать данные.

Файловая система (ФС) – это часть операционной системы, включающая:

· совокупность всех файлов на диске;

· наборы структур данных, используемых для управления файлами, такие, например, как каталоги файлов, дескрипторы файлов, таблицы распределения свободного и занятого пространства на диске;

· комплекс системных программных средств, реализующих различные операции над файлами, такие как создание, уничтожение, чтение, запись, именование и поиск файлов.

 

Основные задачи ФС

В однозадачной и однопользовательской ОС:

· именование файлов;

· программный интерфейс для приложений;

· отображения логической модели файловой системы на физическую организацию хранилища данных;

· устойчивость файловой системы к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств.

 

В многопользовательских системах добавляется задача:

· защита файлов одного пользователя от несанкционированного доступа другого пользователя.

 

Типы файлов

· Обычные файлы, или просто файлы (содержат информацию произвольного характера, которую заносит в них пользователь или которая образуется в результате работы системных и пользовательских программ).

· Каталоги – это особый тип файлов (содержат системную справочную информацию о наборе файлов, сгруппированных пользователями по какому-либо неформальному признаку).

· Специальные файлы – это фиктивные файлы, ассоциированные с устройствами ввода-вывода, которые используются для унификации механизма доступа к файлам и внешним устройствам.

 

иерархическая структура удобна для многопользовательской работы: каждый пользователь со своими файлами локализуется в своем каталоге или поддереве каталогов, и вместе с тем все файлы в системе логически связаны.

 

Имена файлов

· Простое, или короткое, символьное («много файлов – одно простое имя»)

o task-entr.exe

o письмо Марье Ивановне.doc

· Полное имя («один файл – одно полное имя», кроме сетевых иерархий)

o /depart/main.ехе

o /user/anna/main.ехе

· Относительное имя файла

o anna/ main.ехе

· уникальное имя

o C:\user\anna\main.exe

Организация хранения файлов, при которой пользователю предоставляется возможность объединять ФС, находящиеся на разных устройствах, в единую ФС, описываемую единым деревом каталогов. Такая операция называется монтированием.

Основные атрибуты файлов

Понятие «файл» включает не только хранимые им данные и имя, но и атрибуты. Атрибуты - это информация, описывающая свойства файла. Примеры возможных атрибутов файла:

· Тип файла (обычный файл, каталог, специальный файл и т. п.);

· владелец файла;

· создатель файла;

· информация о разрешенных операциях доступа к файлу;

· времена создания, последнего доступа и последнего изменения;

· текущий размер файла;

· максимальный размер файла;

· признак «только для чтения»;

· признак «скрытый файл»;

· признак «системный файл»;

· признак «архивный файл»;

· признак «двоичный/символьный»;

· признак «временный» (удалить после завершения процесса);

· признак блокировки.