Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
บทที่ 10 โครงสร้างของหน่วยเก็บข้อมูลสำรอง - Coggle Diagram
บทที่ 10
โครงสร้างของหน่วยเก็บข้อมูลสำรอง
โครงสร้างของดิสก์
ดิสก์
ส่วนประกอบภายในฮาร์ดดิสก์จะประกอบด้วยแผ่นวงกลมที่มีขนาด 2-5.25 นิ้วเรียงซ้อนกัน ซึ่งเราเรียกแผ่นวงกลมนี้ว่า Disk ซึ่งจะถูกบรรจุอยู่ภายในกล่องที่ปิดสนิทกันฝุ่นและอากาศ เพื่อไม่ให้เข้าไปท่าความเสียหายแก่ดิสก์ด้านใน
การจัดตารางของดิสก์
องค์ประกอบหลัก
เวลาในการหมุนหัวอ่าน
(Rotational latency)
เวลาในการรอคอยที่เพิ่มขึ้นส่าหรับ
ดิสก์ในการหมุนเซกเตอร์ที่ต้องการมาสู่หัวอ่าน
เวลาในการค้นหา (Seek time)
เวลาที่แขนของดิสก์เคลื่อนหัวอ่านไปสู่ไซลินเดอร์ที่มีเซกเตอร์ที่ต้องการ
การจัดตารางแบบมาก่อน-ได้ก่อน
(FCFS Scheduling)
มาก่อน-ได้ก่อน
การจัดตารางแบบเวลาในการค้นหาสั้นที่สุดได้ก่อน (SSTF Scheduling)
การที่จะบริการการร้องขอทั้งหมดที่อยู่ใกล้ต่าแหน่งของหัวอ่านในขณะนั้นก่อนจะย้ายหัวอ่านไกลออกไปเพื่อบริการการร้องขออื่น สมมติฐานนี้คือพื้นฐานสำหรับวิธีเวลาในการค้นหาสั้นที่สุดได้ก่อน
การจัดตารางแบบกวาด
(SCAN Scheduling)
แขนของดิสก์เริ่มต้นที่จุดสิ้นสุดจุดหนึ่งของดิสก์ (A) และเคลื่อนไปยังจุดสิ้นสุดอื่น (B) การบริการการร้องขอจะทำได้เมื่อมันมาถึงในแต่ละไซลินเดอร์ จนกระทั่งมันไปถึงจุดสิ้นสุดอื่นของดิสก์ (B) ที่จุดสิ้นสุดอื่น (B)
การจัดตารางแบบกวาดเป็นวง
(C-SCAN Scheduling)
การเปลี่ยนแปลงของการกวาดซึ่งถูกออกแบบมาเพื่อจัดการกับเวลารอคอยที่มากกว่า 1 รูปแบบ เหมือนกับแบบกวาด แบบกวาดเป็นวงจะเคลื่อนหัวอ่านจากจุดสิ้นสุดจุดหนึ่ง (A) ของดิสก์ไปสู่อีกจุดหนึ่ง (B) มันจะกลับไปสู่จุดเริ่มต้นของดิสก์ในทันที
การจัดตารางแบบ LOOK
(LOOK Scheduling)
แขนดิสก์จะไปไกลเพียงแค่การร้องขอสุดท้ายเท่านั้นในแต่ละทิศทางจากนั้นมันก็จะย้อนกลับไปอีกทางทันทีโดยไม่ต้องไปจุดสิ้นสุดของดิสก์
การเลือกวิธีการจัดตารางของดิสก์(Selection of a Disk-Scheduling Algorithm)
การจัดการดิสก์
การจัดระเบียบดิสก์ (Disk Formatting)
ทำการแบ่งส่วน (Partition)
ดิสก์เป็นหนึ่งหรือหลายกลุ่มของไซลินเดอร์ ระบบปฏิบัติการสามารถจัดการแต่ละส่วนเป็นเหมือนดิสก์ที่แยกจากกัน
การจัดระเบียบเชิงตรรกะ
(Logical formatting)
ระบบปฏิบัติการจะเก็บโครงสร้างข้อมูลของระบบแฟ้มข้อมูลเริ่มแรกไว้บนดิสก์ โครงสร้างข้อมูลเหล่านี้อาจรวมถึงแผนที่ของที่ว่างและการจัดสรรพื้นที่ (FAT) และ ไดเรกทอรี่ว่างเริ่มต้น
บูตบล็อก (Boot Block)
บล็อกเสีย (Bad Block)
ส่าหรับดิสก์แบบ SCSI สามารถกู้บล็อกเสียคืนได้ โดยตัวควบคุมจะเก็บรายการของบล็อกเสียบนดิสก์
การจัดการพื้นที่ที่ใช้ในการสับเปลี่ยน
การใช้พื้นที่ที่ใช้ในการสับเปลี่ยน
(Swap-Space Use)
พื้นที่ที่ใช้ในการสับเปลี่ยน ถูกใช้ได้หลายวิธีโดยหลายระบบปฏิบัติการที่ต่างกัน ขึ้นอยู่กับการใช้อัลกอริทึ่มในการจัดการหน่วยความจ่า
ตำแหน่งของพื้นที่ที่ใช้ในการสับเปลี่ยน
(Swap-Space Location)
พื้นที่ที่ใช้ในการสับเปลี่ยนสามารถถูกตัดออกจากระบบแฟ้มข้อมูลปกติ หรืออยู่ในส่วนของดิสก์ที่แยกออกมา (Separate disk partition)
การจัดการพื้นที่ที่ใช้ในการสับเปลี่ยน
(Swap-Space Management)
พื้นที่ที่ใช้ในการสับเปลี่ยนถูกจัดสรรให้แก่โพรเซส เมื่อโพรเซสเริ่มต้น พื้นที่จะถูกจัดสรรให้เพื่อเก็บโปรแกรมอย่างเพียงพอ โดยเก็บหน้าของข้อความ (Text page) หรือตอนของข้อความ (Text segment) และตอนของข้อมูล (Data segment) ของโพรเซส
ความน่าเชื่อถือของดิสก์
ระดับของ RAID
RAID 0
คือการเอาฮาร์ดดิสก์มากกว่า 1 ตัวมาต่อร่วมกันในลักษณะ Non-redundant
RAID 1
จะประกอบไปด้วยฮาร์ดดิสก์2 ตัวที่เก็บข้อมูลเหมือนกันทุกประการ เสมือนการสำรองข้อมูล
RAID 2
ข้อมูลทั้งหมดจะถูกตัดแบ่งเพื่อจัดเก็บลงฮาร์ดดิสก์แต่ละตัวใน Disk array โดยจะมีฮาร์ดดิสก์ตัวหนึ่งเก็บข้อมูลที่ใช้ตรวจสอบและแก้ไขข้อผิดพลาด (Error checking and correcting :ECC) ซึ่งเป็นการลดเปอร์เซ็นต์ที่ข้อมูลจะเสียหายหรือสูญเสียไป
RAID 3
มีลักษณะที่คล้ายกับ RAID 2 แต่แทนที่จะตัดแบ่งข้อมูลในระดับบิตเหมือน RAID 2 ก็จะตัดเก็บข้อมูลในระดับ Byte
RAID 4
มีลักษณะโดยรวมเหมือนกับ RAID 3 ทุกประการ ยกเว้นเรื่องการตัดแบ่งข้อมูลที่ท่าในระดับ Block แทนที่จะเป็น Bit หรือ Byte
RAID 5
มีการตัดแบ่งข้อมูลในระดับ Block เช่นเดียวกับ RAID 4 แต่จะไม่ท่าการแยกฮาร์ดดิสก์ตัวใดตัวหนึ่งเพื่อเก็บ Parity ในการเก็บ Parity ของ RAID 5 นั้น จะทำการกระจาย Parity ไปยังฮาร์ดดิสก์ทุกตัว
การนำ RAID มาใช้ร่วมกัน
เพื่อให้ได้เครื่องมือในการทำงานครบถ้วนนั้น การนำข้อดีของ RAID ในแต่ละระดับมารวมกันเพื่อใช้งาน
ประโยชน์ของ RAID
ประสิทธิภาพของ RAID จะขึ้นอยู่กับแอพพลิเคชันที่ใช้กับระดับของ RAID ด้วย แต่โดยทั่วไปแล้ว RAID จะถูกใช้เพื่อป้องกันความผิดพลาดในการเก็บข้อมูล
การใช้งานหน่วยเก็บข้อมูลชนิดคงที่
สำเร็จอย่างสมบูรณ์แบบ
(Successful completion)
ข้อมูลถูกเขียนลงดิสก์ได้อย่างถูกต้อง
ล้มเหลวบางส่วน (Partial failure)
ความล้มเหลวเกิดขึ้นระหว่างการโอนย้ายข้อมูล ดังนั้นเซกเตอร์บางส่วนจะถูกเขียนด้วยข้อมูลใหม่ และเซกเตอร์ที่ถูกเขียนในระหว่างเกิดการล้มเหลวอาจจะผิดพลาด
ล้มเหลวทั้งหมด (Total failure)
ความล้มเหลวเกิดขึ้น ก่อนที่ดิสก์จะเริ่มเขียน ดังนั้นค่าของข้อมูลบนดิสก์ก็จะเหมือนเดิมก่อนที่จะเกิดการเขียนใด ๆ
