Please enable JavaScript.

Coggle requires JavaScript to display documents.

บทที่10 โครงสร้างของหน่วย เก็บข้อมูลสำรอง - Coggle Diagram

- - - - พิจารณาตัวอย่าง ถ้าแถวคอยของดิสก์ มีการร้องขอการรับส่งข้อมูลของบล็อกบนไซลินเดอร์ดังนี้
        
        98 , 183 , 37 , 122 , 14 , 124 , 65 , 67 ตามล่าดับ ถ้าหัวอ่านเริ่มต้นที่ไซลินเดอร์ที่ 53 มันจะเริ่มเคลื่อนในครั้งแรกจาก 53 ไป 98 แล้วจึงไป 183 , 37 , 122 , 14 , 124 , 65 และสุดท้ายที่ 67
        
        ส่าหรับการเคลื่อนย้ายหัวอ่านทั้งหมด 640 ไซลินเดอร์
  - - - จะเลือกการร้องขอที่มีเวลาในการค้นหาน้อยที่สุดจากต่าแหน่งปัจจุบันของหัวอ่าน
        
        จะเห็นได้ว่าการร้องขอที่ใกล้กับต่าแหน่งเริ่มต้นของหัวอ่านที่สุด (53) คือ ที่ไซลินเดอร์ 65 เมื่อเราเคลื่อนมาที่ไซลินเดอร์ 65 การร้องขอที่ใกล้ที่สุดถัดไปคือที่ไซลินเดอร์ 67 จากนั้น
        
        การร้องขอที่ไซลินเดอร์ 37 จะใกล้กว่า 98 ดังนั้น 37 จะได้รับบริการถัดไป ต่อมาท่าการบริการการร้องขอที่ไซลินเดอร์ 14 แล้วเป็น 98 , 122 , 124 และสุดท้ายที่ 183
  - - - ในวิธีแบบกวาด (SCAN) แขนของดิสก์เริ่มต้นที่จุดสิ้นสุดจุดหนึ่งของดิสก์ (A) และเคลื่อนไปยังจุดสิ้นสุดอื่น (B) การบริการการร้องขอจะท่าได้เมื่อมันมาถึงในแต่ละไซลินเดอร์ จนกระทั่งมันไปถึงlจุดสิ้นสุดทิศทางของการเคลื่อนของหัวอ่านจะถูกย้อนกลับ
        
        พิจารณาตัวอย่างเดิมก่อนจะใช้วิธีจัดตารางแบบกวาด กับการร้องขอบนไซลินเดอร์ 98, 183, 37,122, 14, 124, 65 และ 67 เราจ่าเป็นต้องรู้ทิศทางของการเคลื่อนหัวอ่านก่อน โดยถ้าตอนนี้ต่าแหน่ง
        
        ปัจจุบันของหัวอ่านคือ 53 ถ้าแขนของดิสก์ก่าลังเคลื่อนไปทาง 0 หัวอ่านจะบริการ 37 และจากนั้นเป็น 14ที่ไซลินเดอร์ 0 แขนจะย้อนกลับและจะเคลื่อนผ่านจุดสิ้นสุดอื่นของดิสก์ (ที่ไม่ใช่ 0) การบริการการร้องขอจะท่าที่ 65 , 67 , 98 , 122 , 124 และ 183
  - - - จะเห็นว่า ทั้งแบบกวาดและกวาดเป็นวงจะเคลื่อนแขนดิสก์ไปทั่วทั้งดิสก์ ในทางปฏิบัติไม่มีวิธีไหน
        ที่เอาไปใช้จริงได้
        
        ในความเป็นจริงแขนดิสก์จะไปไกลเพียงแค่การร้องขอสุดท้ายเท่านั้นในแต่ละทิศทางจากนั้นมันก็จะย้อนกลับไปอีกทางทันทีโดยไม่ต้องไปจุดสิ้นสุดของดิสก์ การท่าเช่นนี้เรียกว่า LOOK และC-LOOK เพราะมันมองการร้องขอก่อนจะเคลื่อนไปยังทิศทางที่ได้
  - - - การกวาดเป็นวง (Circular SCAN เรียกย่อว่า C-SCAN)
        
        การเปลี่ยนแปลงของการกวาดซึ่งถูกออกแบบมาเพื่อจัดการกับเวลารอคอยที่มากกว่า 1 รูปแบบ เหมือนกับแบบกวาด แบบกวาดเป็นวงจะ
        
        เคลื่อนหัวอ่านจากจุดสิ้นสุดจุดหนึ่ง (A) ของดิสก์ไปสู่อีกจุดหนึ่ง (B) มันจะกลับไปสู่จุดเริ่มต้นของดิสก์ในทันที โดยไม่บริการการร้องขอใด ๆ ในขากลับนี้การจัดตารางแบบกวาดเป็นวงนี้เป็น
        
        สิ่งจ่าเป็นส่าหรับการจัดการกับไซลินเดอร์แบบวงกลม ซึ่งล้อมรอบจากไซลินเดอร์สุดท้ายไปสู่ไซลินเดอร์แรก
- - - - การจัดระเบียบระดับต่่าจะเติมโครงสร้างข้อมูลพิเศษลงไปในแต่ละเซกเตอร์ของดิสก์ โครงสร้างข้อมูลส่าหรับเซกเตอร์ประกอบด้วย หัวอ่าน (Header) พื้นที่ของข้อมูลที่มักมีขนาด 512 ไบต์และส่วนท้ายของหัวอ่าน (Trailer) มีการบรรจุสารสนเทศที่ถูกใช้โดยตัวควบคุมดิสก์
      - เพื่อใช้ดิสก์เก็บแฟ้มข้อมูล ระบบปฏิบัติการยังคงต้องการบันทึกโครงสร้างข้อมูลบนดิสก์ โดย
        ท่างานเป็น 2 ขั้นตอน คือ
        
        การจัดระเบียบเชิงตรรกะ (Logical formatting) หรือ “การท่าระบบแฟ้มข้อมูล” (Makinga file system) ในขั้นตอนนี้ ระบบปฏิบัติการจะเก็บโครงสร้างข้อมูลของระบบแฟ้มข้อมูลเริ่มแรกไว้บนดิสก์ โครงสร้างข้อมูลเหล่านี้อาจรวมถึงแผนที่ของที่ว่างและการจัดสรรพื้นที่ (FAT) และ ไดเรกทอรี่ว่าง
        
        ดิสก์ โครงสร้างข้อมูลเหล่านี้อาจรวมถึงแผนที่ของที่ว่างและการจัดสรรพื้นที่ (FAT) และ ไดเรกทอรี่ว่างสามารถจัดการแต่ละส่วนเป็นเหมือนดิสก์ที่แยกจากกัน ตัวอย่างเช่น พาร์ติชั่นหนึ่งอาจจะเก็บโปรแกรมของระบบปฏิบัติการ ในขณะที่อีกพาร์ติชั่นเก็บแฟ้มข้อมูลของผู้ใช้หลังจากท่าการแบ่งส่วน
  - - - ROM ไม่จ่าเป็นต้องใช้ตั้งแต่แรก และมันเป็นต่าแหน่งที่แน่นอนคงที่ซึ่งหน่วยประมวลผลสามารถ
        เริ่มท่างานเพื่อเปิดเครื่องหรือ Reset เครื่อง และเพราะ ROM ใช้อ่านได้อย่างเดียว
      - ปัญหา
        
        การเปลี่ยนแปลงโค๊ดของ Bootstrap จ่าเป็นต้องเปลี่ยนชิป ROM ด้วย ด้วยเหตุ
        
        นี้ ระบบส่วนใหญ่จะเก็บโปรแกรม Bootstrap loader เล็ก ๆ ไว้ใน Boot ROM เมื่อต้องการใช้งานก็ค่อยน่าโปรแกรม Bootstrap แบบเต็มเข้ามาจากดิสก์
    - - เป็นโปรแกรมการเริ่มต้นทั้งหมดของระบบ เริ่มจากซีพียูตัวควบคุมอุปกรณ์ และหน่วยความจ่าหลัก แล้วจึงเริ่มน่าระบบปฏิบัติการเข้าสู่ระบบ โดยมันจะหาแก่น(kernel) ของระบบปฏิบัติการในดิสก์ แล้วน่าแก่นนั้นเข้าสู่หน่วยความจ่าและกระโดดไปสู่ต่าแหน่งเริ่มต้นเพื่อเริ่มการท่างานของระบบปฏิบัติการ
    - - ตัวควบคุมดิสก์จะอ่านค่าสั่งใน Boot ROM จาก Boot block เข้าสู่หน่วยความจ่า (จากนั้นก็เริ่มท่างานตามค่าสั่งดังกล่าวโปรแกรมBootstrap แบบเต็มสามารถที่จะน่าระบบปฏิบัติการจากต่าแหน่งที่ไม่ตายตัวมาไว้บนดิสก์ได้ แล้วจึงเริ่ม
        ให้ระบบปฏิบัติการท่างาน
  - - - ถ้าบล็อกเกิดเสียในระหว่างการท่างานปกติ
        
        โปรแกรมพิเศษ (เช่น Chkdsk) ต้องถูกสั่งให้ท่างานเพื่อค้นหาบล็อกเสีย
        
        และล็อคบล็อกเหล่านั้นไว้ไม่ให้ใช้ข้อมูลที่อยู่ในบล็อกเสียก็จะเสียไปโดยปริยาย
      - ดิสก์ที่มีตัวควบคุมแบบ IDE
        
        เราสามารถจัดการกับบล็อกเสียได้ (โดยผู้ใช้สั่งให้ท่า) เช่น ค่าสั่ง format ของ MS-DOS เป็นการจัดระเบียบทางตรรกะและจะท่าการหาบล็อกเสียบนดิสก์
        
        ถ้าหาเจอจะเขียนค่าพิเศษไว้ในช่องของ FAT ที่ตรงกันเพื่อบอกให้โปรแกรมย่อยต่าง ๆ ไม่ให้ใช้บล็อกนั้น
    - - สามารถกู้บล็อกเสียคืนได้ โดยตัวควบคุมจะเก็บรายการของบล็อกเสียบนดิสก์ รายการนี้ถูกเก็บมาตั้งแต่ตอนจัดระเบียบดิสก์ระดับต่่าจากโรงงาน และถูกท่าให้ทันสมัยตลอดเวลา
      - การเปลี่ยนที่ (Forwarding)
        
        คราวหน้าเมื่อบูตระบบใหม่ ค่าสั่งพิเศษจะท่างานเพื่อบอกตัวควบคุม SCSI เพื่อแทนเซกเตอร์ที่เสียด้วยเซกเตอร์อะไหล่
        
        ระบบปฏิบัติการพยายามอ่านบล็อกทางตรรกะที่ 87ตัวควบคุมจะท่าการค่านวณรหัสถูก-ผิด (ECC) และพบว่าเซกเตอร์นั้นเสีย มันจะรายงาน
        
        หลังจากนั้น เมื่อระบบร้องขอบล็อกทางตรรกะที่ 87 การร้องขอนั้นจะถูกแปลไปยังต่าแหน่ง
        ของเซกเตอร์ที่ถูกแทนที่โดยตัวควบคุม