Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
บทที่ 10 โครงสร้างของหน่วยเก็บข้อมูลสำรอง - Coggle Diagram
บทที่ 10 โครงสร้างของหน่วยเก็บข้อมูลสำรอง
บทที่ 10 โครงสร้างของหน่วยเก็บข้อมูลสำรอง
โครงสร้างของดิสก์
ดิสก์ คือ ก้อนของหน่อยเก็บข้อมูลสำรองสำหรับระบบคอมพิวเตอร์ยุคใหม่
ตำแหน่งของดิสก์จริงๆประกอบด้วย หมายเลขไซลินเดอร์ หมายเลขแทร็กภายในไซลอนเดรอ์ และหมายเลขเซกเตอร์ภายในแทร็กนั้นสามารถเป็นไปได้ในทางปฏิบัติเป็นการยากที่จะแปลงเลขดังกล่าวด้วยเหตุผล 2 ปรพการ
จำนวนของเซกเตอร์ต่อแทร็กมาจากจุดศูนย์กลางของดิสก์ ยิ่งแทร็กยามมากจำนวนเซกเตอร์ก็จะมากตาม
ดิสก์ส่วนใหญ่มีเซกเตอร์เสีย แต่การจับคู่จะทำได้โดยใช้เซกเตอร์อื่นในดิสก์แทน
การจัดตารางของดิสก์
เวลาในการค้นหา
เวลาที่แขนของดิสก์เคลื่อนหัวอ่านไปสู่ไซลินเดอร์ที่มีเซกเตอร์ที่ต้องการ
เวลาในการหมุนหัวอ่าน
เวลาในการรอคอยที่เพิ่มขึ้นสำหรับเดสก์ในการหมุนเซกเตอร์ที่ต้องการมาสู่หัวอ่าน
Disk bandwidth คือ จำนวนไบต์ทั้งหมดที่ถูกโอนย้ายมาจากเวลาทั้งหมดตั้งแต่การร้องขอบริการครั้งแรกจนถึงการโอนย้ายครั้งสุดท้ายเสร็จสิ้น
การจัดตารางแบบมาก่อน-ได้ก่อน(FCFS)
ถ้าหัวอ่านเริ่มต้นที่ไซลินเดอร์ที่เท่าไหร่ก็ไล่ตามลำดับการเข้ามาถึงก่อน
การจัดตารางแบบเวลาในการคันหาสั้นสุดได้ก่อน(SSTF)
จะเลือกการร้องขอที่มีเวลาในการค้นหาน้อยที่สุดจากตำแหน่งปัจจุบันของหัวอ่าน เมื่อเวลาในการค้นหสเพิ่มขึ้นด้วยจำนวนของไซลินเดอร์ที่ถุกอ่านโดยหัวอ่าน SSTR จะเลือกการร้องขอที่ใกล้ที่สุดกับตำแหน่งปัจจุบันของหัวอ่าน
การจัดตารางแบบกวาด(SCAN)
ในวิธีแบบวาดแขนของดิสก์เริ่มต้นที่จุดสิ้นสุดจุดหนึ่งของดิสก์ และเคลื่อนไปยังจุดสิ้นสุดอื่น การบริการการร้องขอจะทำได้เมื่อมันมาถึงในแต่ละไซลินเดอร์ จนกระทั่งมาถึงจุดสิ้นสุดอื่นของดิสก์ ที่จุดสิ้นสุดอื่น ทิศทางของการเคลื่อนของหัวอ่านจพถูกย้อนกลับและให้บริการต่อไป หัวอ่านจะกวาดไปข้างหน้าและข้างหลังผ่านดิสก์ไปเรื่อยๆ
การจัดการตารางแบบ LOOK
แขนดิสก์จะไปไกลสุดเพียงแค่การร้องขอสุดท้ายเท่านั้นในแต่ละทิศทางจากนั้นก็จะย้อนกลับไปอรกทางทั้นทีโดยไม่ต้องไปจุดสิ้นสุดของดิสก์
การเลือกวิธีการจัดตารางของดิสก์
วิธี SSTF ดูจะธรรมดาและความเป็นไปได้ตามธรรมชาติ วิธี SCAN และ C-SCAN .ใช้ได้ดีสำหรับระบบที่มีภาระหนักบนดิสก์ เพราะมันจะเกิดปัญหาการ่แช่แข็งได้ยาก
การจัดตารางแบบกวาดเป็นวง(C-SCAN )
การเปลี่ยนแปลงของการกวาดซึ่งถูกออกแบบมาเพื่อจัดการกับเวลารอคอยที่มากกว่า 1 รูปแบบ เหมือนกับแบบวาด แบบกวาดเป็นวงจะเคลื่อนหัวอ่านจากจุดสิ้นสุดจุดหนึ่งของดิสก์ไปสู่อีกจุดหนึ่ง มันจะกลับไปสู่จุดเริ่มต้นของดิสก์ในทันที โดยไม่บริการการร้องขอใดๆในขากลับ
การจัดการดิสก์
หน้าที่สำหรับการจัดการเวลาในการใช้ดิสก์ การฟอร์แมตดิสก์ การจัดการเนื้อที่บนดิสก์ที่เสียหาย การจัดการพื้นที่ว่างบนดิสก์และการดูแลรักษาดิาก์
การจัดระเบียนดิสก์
ระบบปฏิบัติการยังคงต้องการบันทึกโครงสร้างข้อมูลดิสก์ โดยทำงานเป็น 2 ขั้นตอน คือ
ทำการแบ่งส่วน
การจัดระเบียบเชิงตรรกะ
บูตบล็อก
โปรแกรม Bootstrap เป็นโปรแกรมการเริ่มต้นทั้งหมดของระบบ เริ่มจาดซีพียู ตัวควบคุมอุปกรณ์ และหน่วยความจำหลักแล้วจะเริ่มนำระบบปฏิบัติการเข้าสู่ระบบ
โปรแกรม Bootstrap จะถูกเก็บไว้ใน ROM
บล็อกเสีย
ในระบบดิสก์อย่างง่าย เราสามารถจัดการกับบล็อกเสียได้(โดยผู้ใช้สั่งให้ทำ) ถ้าบล็อกเสียในระหว่างการทำงานปกติ โปรแกรมพิเซสต้องถูกสั่งให้ทำงานเพื่อค้นหาบล็อกเสียและล็อดบล็อกเหล่านั้นไว้ไม่ให้ใช้ ข้อมูลที่อยู่ในบล็อกเสียก็จะเสียไปโดยบรรยาย
การจัดการพื้นที่ที่ใช้ในการสับเปลี่ยน
ตำแหน่งของพื้นที่ที่ใช้ในการสับเปลี่ยน
พื้นที่ที่ใช้ในการสับเปลี่ยนสามารถถูกตัดออกจากระบบแฟ้มข้อมูลปกติ หรือยู่ในส่วนของดิสก์ที่แยกออกมา ถ้าการสับเปลี่ยนพื้นที่ทำได้ง่ายกับแฟ้มข้อมูลขนาดใหญ่ภายในระบบแฟ้มข้อมูล
การจัดการพื้นที่ที่ใช้ในการสับเปลี่ยน
พื้นที่จะถูกจัดสรรให้เพื่อเก็บโปรแกรมอย่างเพียงพอ โดยเก็บหน้าของข้อความ หรือตอนของข้อความและตอนของข้อมูลของโพรเซส ก่อนการจัดสรรพื้นที่ต้องการทั้งหมด
การใช้พื้นที่ที่ใช้ในการสับเปลี่ยน
ถูกใช้ได้หลายวิธีโดยหลายระบบปฏิบัติการที่ต่างกัน ขึ้นอยู่กับการใช้อัลกอริทึมในการจัดการหน่วยควมจำ
ความน่าเชื่อถือของดิสก์
ระดับของ RAID
RAID 2
ข้อมูลทั้งหมดจะถูกตัดแบ่งเพื่อจัดเก็ยฮาร์ดดิสก์แต่ละตัว Disk array โดยจะมีฮาร์ดดิสก์ตัวหนึ่งเก็บข้อมูลที่ใช้ตรวจสอบและแก้ไขข้อผิดพลาด
RAID 3
มีลักษณะคล้ายกับ RAID 2 แต่แทนที่จะตัดแบ่งข้อมูลในระดับบิตเหมือน RAID 2 ก็จะตัดเก็บข้อมูลในระดับByte แทนและการตรวจสอบและแก้ไขข้อผิดพลาดของข้อมูล แต่มีปัญหาคอขวด
RAID 1
ประกอบไปด้วยฮาร์ดดิสก์ 2 ตัวที่เก็บข้อมูลเหมือนกันทุกประการ เสมือนการสำรองข้อมูล หากฮาร์ดดิสก์เกิดเสียหาย ระบบยังสามารถดึงข้อมูลจากฮาร์ดดิสก์อรกตัวหนึ่งมาใช้งานได้
RAID 4
มีลักษณะโดยรวมเหมือนกับ RAID 3 ทุกปรการ ยกเว้นเรื่องการตัดแบ่งข้อมูลที่ทำในะดับ Block แทนที่จะเป็น Bit หรือ Byte ซึ่งทำให้การอ่านแบบ Random ทำได้รวดเร็วกว่า แต่ยังมีปัญหาคอขวด
RAID 0
การเอาฮาร์ดดิสก์มากกว่า 1 ตัวมาต่อร่วมกัน RAID 0 มีจุดประสงค์เพื่อเพิ่มความเร็วในการอ่าน/เขียนข้อมูลฮาร์ดดิสก์โดยตรง ไม่เก็บข้อมูลสำรอง
RAID 5
มีการตัดแบ่งข้อมูลในระดับ Block เช่นเดียวกับ RAID 4 แต่จะไม่ทำการแยกฮาร์ดดิสก์ตัวใดตัวหนึ่งเพื่อเก็บ Parity ในการเก็บ Parity ของ RAID 5 นั้นจะทำการกระจาย Parity ไปยังฮาร์ดดิสก์ทุกตัว ช่วยลดปัญหาคอขวด
การนำ RAID มาใช้ร่วมกัน
การรวมกันจะช่วยลดความผิดพลาดที่อาจจะเกิดขึ้นได้ดีกว่าการรวมตัวของ RAID 0+1 ซึ่งการทำงานเช่นนี้สำหรับหนึ่งไดรฟ์ภายในชุดสำรองข้อมูลจะมีการปฏิบัติงานได้ดี
ประโยชน์ของ RAID
จะขึ้นอยู่กับแอพพลิเคชั่นที่ใช้กับระดับของ RAID ด้วย แต่โดยทั่วไปแล้ว RAID จะถูกใช้เพื่อป้องกันความผิดพลาดในการเก็บข้อมูล และเพิ่มระดับการจัดเก็บด้วยที่สำคัญป้องกันการจัดเก็บข้อมูลในกรณีที่ฮาร์ดไดรฟ์เกิดทำงานผิดพลาด
การใช้งานหน่วยเก็บข้อมูลชนิดคงที่
ดิสก์จะทำงานจนได้ผลลัพธ์หนึ่งในสามข้อนี้
ล้มเหลวบางส่วน
ล้มเหลวทั้งหมด
สำเร็จอย่างสมบูรณ์แบบ