磁盘设备目的与要求理解设备管理子系统的层次功能.ppt
上传人:天马****23 上传时间:2024-09-11 格式:PPT 页数:24 大小:183KB 金币:10 举报 版权申诉
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6.2.2输入/输出层次结构用户进程用户程序一、用户层I/O二、设备无关的I/O三、设备驱动与中断处理6.2.3缓冲技术二、双缓冲6.2.4设备驱动程序I/O操作函数:这个函数实现对设备的I/O。如果对独占型设备,则包含了启动I/O的指令;对分时共享型设备,该函数通常将I/O请求形成一个请求包,将其排到设备请求队列,如果请求队列空,则直接启动设备。中断处理函数:这个函数在设备I/O完成时向CPU发中断,然后被调用。该函数对I/O完成做善后处理,一般是找到等待刚完成I/O请求的阻塞进程,将其就绪,使其能进一步做后续工作。如果存在I/O请求队列,则启动下一个I/O请求。二、设备管理有关的数据结构描述设备、控制器等部件的表格:系统中常常为每一个部件、每一台设备分别设置一张表格,常称为设备表或部件控制块。这类表格具体描述设备的类型、标识符、进行状态,以及当前使用者的进程标识符等。建立同类资源的队列:系统为了方便对I/O设备的分配管理,通常在设备表的基础上通过指针将相同物理属性的设备连成队列(称设备队列)。面向进程I/O请求的动态数据结构:每当进程发出块I/O请求时,系统建立一张表格(称I/O请求包)。将此次I/O请求的参数填入表中,同时也将该I/O有关的系统缓冲区地址等信息填入表中。I/O请求包随着I/O的完成而被删除。建立I/O队列:如请求包队列。设备表6.3存储设备6.3.1常见存储外设光学存储设备CD-ROM;CD-R,CD-RW。6.3.2磁盘调度一、减少寻找时间的方法调度策略:FCFS(FirstComeFirstServed);SSTF(ShortestSeekTimeFirst);SCAN调度(电梯调度法);C-SCAN调度(一个方向响应请求);LOOK调度、C-LOOK调度(是scan和c-scan的改进)。二、减少延迟时间的方法6.3.3盘阵通过冗余提高可靠性:如建立镜像盘。通过并行性提高性能:如将原来在一个物理盘连续的数据分条分布到多盘。RAID级别:RAID级别0:指用到块级条带化的磁盘阵列。RAID级别1:指磁盘镜像。RAID级别2:RAID级别2也叫做存储类型校验码(ECC)结构。单个位(Bit)的错误被存储器系统检测出来。错误校验方案存储两个或更多额外的位,并且可以在单个位被破坏时重建数据。RAID级别3:称为bit-interleaved奇偶校验结构,是在级别2上进行了改善。磁盘控制器可以检测扇区信息是否被正确读出,因此一个单独的奇偶校验位可用来进行错误校验,也可以用于检测。RAID级别4:称为block-interleaved奇偶校验结构。它是运用块级条带化,像在RAID0中一样,此外,对于N个磁盘上的对应块,在另外单独的磁盘上保存奇偶校验块。RAID级别5:称为block-interleaved分布式奇偶校验。它与级别4不同之处在于,把数据和奇偶校验分布到所有的N+1个磁盘上,而不是把数据存储在N个磁盘上,把奇偶校验值存储在另一个磁盘上。RAID级别5避免了在RAID级别4中可能出现的过度使用单独一个奇偶校验磁盘的情况。RAID级别6:RAID级别6也叫做P+Q冗余模式,它很像RAID级别5,但存储了额外的冗余信息来防止多块磁盘失效。这里不用奇偶校验,而是用到错误校验码,例如Reed-Solomon码。RAID级别0+1:是指RAID级别0和1的结合。RAID级别0提供性能,RAID级别1提供可靠性。一般来说,它提供比RAID级别5更好的性能。它通常用于性能和可靠性都很重要的环境中。RAID级别1+0:是指其中磁盘被镜像成对,最后所得到的镜像对被条带化。这种RAID比起RAID级别0+1有理论上的优势。例如,如果在RAID级别0+1中的单独一个磁盘失效,其他盘上的对应条带都不可访问;而对于RAID级别1+0中的一块磁盘失效,虽然这块单独的磁盘不可用,但它的镜像盘仍然可用。