Đang tải... (xem toàn văn)
Hệ điều hành NGUYÊN LÝ HỆ ĐIỀU HÀNH Phạm Đăng Hải haipd@soict hust edu vn Bộ môn Khoa học Máy tính Viện Công nghệ Thông tin & Truyền Thông Ngày 14 tháng 2 năm 20201 / 43 Chương 5 Quản lý vào ra Chương[.]
Hệ điều hành Chương 5: Quản lý vào NGUYÊN LÝ HỆ ĐIỀU HÀNH Chương Quản lý vào Phạm Đăng Hải haipd@soict.hust.edu.vn Bộ mơn Khoa học Máy tính Viện Công nghệ Thông tin & Truyền Thông / 43 Ngày 14 tháng năm 2020 / 43 Chương 5: Quản lý vào Nguyên tắc quản lý chung Dịch vụ vào hệ thống Hệ thống vào đĩa (Nguồn: internet) / 43 Chương 5: Quản lý vào Nguyên tắc quản lý chung Chương 5: Quản lý vào Nguyên tắc quản lý chung 1.1 Giới thiệu Nội dung 1 Nguyên tắc quản lý chung Dịch vụ vào hệ thống Hệ thống vào đĩa Nguyên tắc quản lý chung Giới thiệu Ngắt xử lý ngắt / 43 / 43 Chương 5: Quản lý vào Nguyên tắc quản lý chung 1.1 Giới thiệu Chương 5: Quản lý vào Nguyên tắc quản lý chung 1.1 Giới thiệu Thiết bị vào Thiết bị điều khiển I Thiết bị ngoại vi (Tbnv ) đa dạng nhiều loại Đa dạng, nhiều loại thiết bị, loại có nhiều kiểu khác CPU hết ⇒ Không tồn tín hiệu riêng cho thiết bị Quan điểm kỹ thuật: thiết bị với VXL, motor, linh kiện khác Quan điểm lập trình: Giao diện phần mềm để nhận lệnh, thực trả kết Processor không điều khiển trực tiếp thiết bị TBNV nối với hệ thống qua thiết bị điều khiển (D.C Device controller -Bộ điều khiển thiết bị) Phân loại thiết bị ngoại vi Các mạch điện tử cắm khe cắm (slot) mainboard máy tính Thiết bị khối (Đĩa từ, băng từ) Thơng tin lưu trữ có kích thước cố định địa riêng Có thể đọc ghi khối độc lập với khối khác Mỗi thiết bị điều khiển điều khiển 1,2,4, thiết bị ngoại vi Tồn thao tác định vị thông tin (seek) Tùy theo số giắc cắm có TBĐK Nếu giao diện điều khiển chuẩn (ANSI, IEEE, ISO, ) nối tới nhiều thiết bị khác Thiết bị ký tự (Máy in, Bàn phím, chuột, ) Chấp nhận luồng ký tự, khơng có cấu trúc khối Khơng có thao tác định vị thơng tin Mỗi TBDK có ghi riêng để làm việc với CPU Dùng không gian địa đặc biệt cho ghi: cổng vào Loại khác: Đồng hồ / 43 / 43 Chương 5: Quản lý vào Nguyên tắc quản lý chung 1.1 Giới thiệu Chương 5: Quản lý vào Nguyên tắc quản lý chung 1.1 Giới thiệu Thiết bị điều khiển II Thiết bị điều khiển III Giao diện TBĐK TBNV: Giao diện mức thấp Sector = 512bytes = 4096bits Bộ điều khiển đĩa phải đọc/ghi bit nhóm lại thành sector HĐH làm việc với TBĐK Thông qua ghi điều khiển thiết bị Các câu lệnh tham số đưa vào ghi điều khiển Khi lệnh điều khiển chấp nhận, CPU điều khiển hoạt động quay sang làm cơng việc khác Khi lệnh thực xong, điều khiển báo cho CPU tín hiệu ngắt CPU lấy KQ trạng thái thiết bị thông qua ghi điều khiển / 43 10 / 43 Chương 5: Quản lý vào Nguyên tắc quản lý chung 1.1 Giới thiệu Chương 5: Quản lý vào Nguyên tắc quản lý chung 1.1 Giới thiệu Trình điều khiển thiết bị (Device driver) Chu kỳ yêu cầu vào Là đoạn mã nhân hệ thống cho phép tương tác trực tiếp với phần cứng thiết bị Cung cấp giao diện chuẩn cho thiết bị vào khác Các trình điều khiển thiết bị thường chia làm mức Mức cao : Được truy nhập qua lời gọi hệ thống Cài đặt tập lời gọi chuẩn open(), close(), read(), write() Là giao diện nhân HĐH với trình điều khiển Luồng mức cao khởi động thiết bị thực vào/ra sau đặt luồng điều khiển tạm nghỉ Mức thấp: Được thực thủ tục ngắt Đọc liệu đầu vào, đưa khối liệu Đánh thức luồng tạm nghỉ mức vào/ra kết thúc 11 / 43 12 / 43 Chương 5: Quản lý vào Nguyên tắc quản lý chung 1.1 Giới thiệu Chương 5: Quản lý vào Nguyên tắc quản lý chung 1.1 Giới thiệu Giao tiếp thiết bị ngoại vi với hệ điều hành Sau hệ điều hành gửi yêu cầu tbnv, HĐH cần phải biết Giao tiếp thiết bị ngoại vi với hệ điều hành Sau hệ điều hành gửi yêu cầu tbnv, HĐH cần phải biết Thiết bị ngoại vi hoàn thành yêu cầu vào Thiết bị ngoại vi gặp lỗi Có thể thực theo phương pháp Ngắt thăm dị Thiết bị ngoại vi hồn thành yêu cầu vào Thiết bị ngoại vi gặp lỗi Có thể thực theo phương pháp Ngắt thăm dò Ngắt (I/O interrupts) Tbnv phát sinh tín hiệu ngắt để báo cho CPU biết IRQ: Đường dẫn vật lý đến quản lý ngắt Ánh xạ tín hiệu IRQ thành vector ngắt Gọi tới chương trình xử lý ngắt 13 / 43 13 / 43 Chương 5: Quản lý vào Nguyên tắc quản lý chung 1.1 Giới thiệu Chương 5: Quản lý vào Nguyên tắc quản lý chung 1.1 Giới thiệu Giao tiếp thiết bị ngoại vi với hệ điều hành Sau hệ điều hành gửi yêu cầu tbnv, HĐH cần phải biết Giao tiếp thiết bị ngoại vi với hệ điều hành Sau hệ điều hành gửi yêu cầu tbnv, HĐH cần phải biết Thiết bị ngoại vi hoàn thành yêu cầu vào Thiết bị ngoại vi gặp lỗi Có thể thực theo phương pháp Ngắt thăm dò Ngắt (I/O interrupts) Thiết bị ngoại vi hoàn thành yêu cầu vào Thiết bị ngoại vi gặp lỗi Có thể thực theo phương pháp Ngắt thăm dò Ngắt (I/O interrupts) Tbnv phát sinh tín hiệu ngắt để báo cho CPU biết IRQ: Đường dẫn vật lý đến quản lý ngắt Tbnv phát sinh tín hiệu ngắt để báo cho CPU biết IRQ: Đường dẫn vật lý đến quản lý ngắt Ánh xạ tín hiệu IRQ thành vector ngắt Gọi tới chương trình xử lý ngắt Thăm dị (pooling) Ánh xạ tín hiệu IRQ thành vector ngắt Gọi tới chương trình xử lý ngắt Thăm dị (pooling) HĐH chu kỳ kiểm tra ghi trạng thái thiết bị Lãng phí chu kỳ thăm dị thao tác vào không thường xuyên HĐH chu kỳ kiểm tra ghi trạng thái thiết bị Lãng phí chu kỳ thăm dị thao tác vào khơng thường xun Các thiệt bị thời kết hợp phương pháp (VD Các thiết bị mạng băng thông cao) Ngắt gói tin tới Thăm dị với gói tin vùng đệm rỗng 13 / 43 13 / 43 Chương 5: Quản lý vào Nguyên tắc quản lý chung 1.2 Ngắt xử lý ngắt Chương 5: Quản lý vào Nguyên tắc quản lý chung 1.2 Ngắt xử lý ngắt Khái niệm ngắt Nguyên tắc quản lý chung Giới thiệu Ngắt phương tiện thiets bị khác hệ thống báo cho processor biết trạng thái Ngắt xử lý ngắt Ngắt tượng dừng đột xuất chương trình để chuyển sang thực chương trình khác ứng với kiện xảy Ngắt >< chương trình !? 14 / 43 15 / 43 Chương 5: Quản lý vào Nguyên tắc quản lý chung 1.2 Ngắt xử lý ngắt Phân loại ngắt Chương 5: Quản lý vào Nguyên tắc quản lý chung 1.2 Ngắt xử lý ngắt Xử lý ngắt Theo nguồn gốc Ngắt bên Ngắt bên Theo thiết bị Ngắt cứng Ngắt mềm Ghi nhận đặc trưng kiện gây ngắt vào ô nhớ cố định Ghi nhận trạng thái tiến trình bị ngắt Chuyển địa chương trình xử lý ngắt vào ghi trỏ lệnh Theo khả quản lý Ngắt che Ngắt không che Theo thời điểm ngắt Sử dụng bảng vector ngắt (IBM-PC) Thực chương trình xử lý ngắt Khơi phục lại tiến trình bị ngắt Yêu cầu Báo cáo 16 / 43 17 / 43 Chương 5: Quản lý vào Dịch vụ vào hệ thống Chương 5: Quản lý vào Dịch vụ vào hệ thống 2.1 Vùng đệm Nội dung Dịch vụ vào hệ thống Nguyên tắc quản lý chung Vùng đệm (Buffer) Dịch vụ vào hệ thống Quản lý lỗi vào Hệ thống vào đĩa Kỹ thuật SPOOL 18 / 43 Chương 5: Quản lý vào Dịch vụ vào hệ thống 2.1 Vùng đệm Khái niệm chung 19 / 43 Chương 5: Quản lý vào Dịch vụ vào hệ thống 2.1 Vùng đệm Phân loại vùng đệm Đặc trưng thiết bị ngoại vi: hoạt động chậm Kích hoạt thiết bị Chờ đợi thiết bị đạt trạng thái h/động thích hợp Vùng đệm vào Có thể thự phép truy nhập liệu Chờ đợi thao tác vào thực Ví dụ đọc đĩa Đảm bảo hiệu hệ thống cần Giảm số lượng thao tác vào ra, làm việc với khối liệu Vùng đệm Thông tin đưa vùng đệm, vùng đệm đầy đưa thiết bị Thực song song thao tác vào với thao tác khác Thực trước phép truy nhập Vùng đệm: Vùng nhớ trung gian, làm nơi lưu trữ thông tin thao tác vào 20 / 43 21 / 43 Chương 5: Quản lý vào Dịch vụ vào hệ thống 2.1 Vùng đệm Phân loại vùng đệm Chương 5: Quản lý vào Dịch vụ vào hệ thống 2.1 Vùng đệm Phân loại vùng đệm Vùng đệm gắn với thiết bị Được xây dựng mở thiết bị/file Phục vụ riêng cho thiết bị bị xóa đóng thiết bị Thích hợp thiết bị có cấu trúc ghi vật lý khác Vùng đệm gắn với hệ thống Xây dựng khởi tạo hệ thống, không gắn với thiết bị cụ thể Tồn suốt trình hoạt động hệ thống Mở file/thiết bị ⇒ Gắn với vùng đệm có sẵn Khi đóng file/thiết bị⇒ vùng đệm trả hệ thống Thích hợp thiết bị có cấu trúc ghi vật lý chung Tránh việc tạo xóa vùng đệm nhiều lần Vùng đệm trở thành tài nguyên găng ⇒ phải điều độ 22 / 43 Chương 5: Quản lý vào Dịch vụ vào hệ thống 2.2 Quản lý lỗi vào Vùng đệm trung chuyển Vùng đệm vào Vùng đệm Vùng đệm xử lý Vùng đệm vòng tròn Vùng đệm vào Vùng đệm Vùng đệm xử lý 23 / 43 Chương 5: Quản lý vào Dịch vụ vào hệ thống 2.2 Quản lý lỗi vào Đặt vấn đề Dịch vụ vào hệ thống Lỗi ln xảy phận hệ thống Phần cứng: Intel 486? Phần mềm: Win 98 ? Thiết bị ngoại vi: Hay gặp lỗi tác động môi trường Vùng đệm (Buffer) Quản lý lỗi vào Kỹ thuật SPOOL Xử lý lỗi ⇒ Trách nhiệm hệ thống Được quan tâm giai đoạn thiết kế, chế tạo Kiểm tra chẵn/lẻ Tổng kiểm tra Các phép kiểm tra phần cứng/phần mềm đảm nhiệm Yêu cầu sử dụng linh hoạt phép kiểm tra 24 / 43 25 / 43 Chương 5: Quản lý vào Dịch vụ vào hệ thống 2.2 Quản lý lỗi vào Chương 5: Quản lý vào Dịch vụ vào hệ thống 2.3 Kỹ thuật SPOOL Xử lý lỗi Phát lỗi, hệ thống cố gắng khắc phục cách t/hiện lại nhiều lần Nếu lỗi ổn định ⇒Cố gắng khôi phục lại thông tin ban đầu Trường hợp lưu trữ, để đảm bảo chất lượng thông tin Thiết bị điều khiển đọc lại kết vừa lưu trữ Dịch vụ vào hệ thống Vùng đệm (Buffer) Quản lý lỗi vào Kỹ thuật SPOOL So sánh với thông tin gốc/So sánh tổng kiểm tra Kết báo cho hệ thống để có xử lý tương ứng ⇒Lặp lại thao tác/ Thông báo lỗi Thiết bị vào thường cung cấp mã trả (return code) Phân tích đánh giá dựa mã nhận 27 / 43 26 / 43 Chương 5: Quản lý vào Dịch vụ vào hệ thống 2.3 Kỹ thuật SPOOL Kỹ thuật SPOOL (Simultaneous peripheral operation on-line) Chương 5: Quản lý vào Dịch vụ vào hệ thống 2.3 Kỹ thuật SPOOL Kỹ thuật SPOOL: Ví dụ máy in ảo Trên phương diện lập trình, thiết bị vào P1 Trạm nhận yêu cầu từ chương trình thực Trả mã trạng thái để hệ thống phân tích P2 Vậy dùng phần mềm mơ thiết bị vào Thiết bị vào coi tiến trình Được điều độ theo quy tắc quản lý tiến trình Mục đích Printer daemon Mơ q trình điều khiển, quản lý thiết bị ngoại vi Kiểm tra hoạt động thiết bị chế tạo Virtual printer Tạo hiệu ứng sử dụng song song cho thiết bị 28 / 43 29 / 43 Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.1 Cấu trúc đĩa từ Nguyên tắc quản lý chung Dịch vụ vào hệ thống Hệ thống vào đĩa Hệ thống vào đĩa Cấu trúc đĩa từ Điều phối truy nhập đĩa 30 / 43 31 / 43 Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.1 Cấu trúc đĩa từ Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.1 Cấu trúc đĩa từ Cấu trúc Vấn đề truy nhập đĩa Hệ điều hành có trách nhiệm sử dụng hiệu phần cứng Với đĩa: Thời gian truy nhập nhanh băng thơng cao Băng thơng tính dựa Tổng số bytes trao đổi Khoảng thời gian từ y/cầu dịch vụ đầu hoàn thành Mơ hình hóa mảng chiều khối logic Khối logic đơn vị trao đổi nhỏ Ánh xạ liên tiếp khối logic tới sector đĩa Khối sector đầu mặt rãnh/Cylinder Thời gian truy nhập gồm phần Thời gian định vị (seek time) Thời gian dịch chuyển đầu từ tới cylinders chứa sector cần truy nhập Độ trễ quay (Rotational latency) Thời gian chờ đợi để đĩa quay tới sector cần truy nhập Mục đích: cực tiểu hóa thời gian định vị Thời gian định vị ≈khoảng cách dịch chuyển Hàng đợi yêu cầu Đĩa đ/khiển sẵn sàng, y/cầu truy nhập đc thực Đĩa/bộ đ/khiển chưa sẵn sàng, yêu cầu đc đặt hàng đợi Hoàn thành yêu cầu truy nhập đĩa, lựa chọn y/cầu nào? Ánh xạ theo trật tự: Sector → Header → Track/Cylinder Ít phải dịch chuyển đầu từ đọc sector 32 / 43 33 / 43 Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa Các thuật toán Tồn số thuật toán điều phối dịch vụ cho yêu cầu vào đĩa Hệ thống vào đĩa Cấu trúc đĩa từ Điều phối truy nhập đĩa FCFS:First Come First Served SSTF: Shortest Seek Time First SCAN C-SCAN: Circular SCAN LOOK/C-LOOK Giả thiết Các yêu cầu truy nhập 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 Đầu đọc cylinder 53 34 / 43 35 / 43 Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa FCFS FCFS Truy nhập theo trật tự yêu cầu ⇒Không hiệu Truy nhập theo trật tự yêu cầu ⇒Không hiệu Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 14 37 53 65 67 98 122 124 183 199 14 37 53 65 67 45 36 / 43 36 / 43 98 122 124 183 199 Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa FCFS FCFS Truy nhập theo trật tự yêu cầu ⇒Không hiệu Truy nhập theo trật tự yêu cầu ⇒Không hiệu Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 14 37 53 65 67 98 122 124 183 199 14 37 53 65 45 67 98 122 124 183 199 183 199 45 85 85 146 36 / 43 36 / 43 Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa FCFS FCFS Truy nhập theo trật tự yêu cầu ⇒Không hiệu Truy nhập theo trật tự yêu cầu ⇒Không hiệu Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 14 37 53 65 67 98 122 124 183 199 14 45 37 53 65 67 98 122 45 85 85 146 146 85 85 108 36 / 43 124 36 / 43 Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa FCFS FCFS Truy nhập theo trật tự yêu cầu ⇒Không hiệu Truy nhập theo trật tự yêu cầu ⇒Không hiệu Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 14 37 53 65 67 98 122 124 183 199 14 37 53 65 45 67 98 122 124 183 199 183 199 45 85 85 146 146 85 85 108 110 108 110 59 36 / 43 36 / 43 Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa FCFS FCFS Truy nhập theo trật tự yêu cầu ⇒Không hiệu Truy nhập theo trật tự yêu cầu ⇒Không hiệu Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 14 37 53 65 67 98 122 124 183 199 14 37 53 65 45 67 98 122 45 85 85 146 146 85 85 108 110 108 110 59 59 36 / 43 124 36 / 43 P = 630 Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa FCFS SSTF Chọn truy nhập có t/gian định vị từ vị trí nhỏ ⇒Có thể tồn y/c phải đợi vô hạn y/c x/hiện gần đầu đọc (tương tự SJF ) Truy nhập theo trật tự yêu cầu ⇒Không hiệu Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 14 37 53 65 67 98 122 124 Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 183 199 14 37 53 65 67 98 122 124 183 199 45 85 146 85 P = 630 108 110 59 37 / 43 36 / 43 Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa SSTF SSTF Chọn truy nhập có t/gian định vị từ vị trí nhỏ ⇒Có thể tồn y/c phải đợi vô hạn y/c x/hiện gần đầu đọc (tương tự SJF ) Chọn truy nhập có t/gian định vị từ vị trí nhỏ ⇒Có thể tồn y/c phải đợi vơ hạn y/c x/hiện gần đầu đọc (tương tự SJF ) Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 14 37 53 65 67 98 122 124 183 199 14 12 37 53 65 12 37 / 43 37 / 43 67 98 122 124 183 199 Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa SSTF SSTF Chọn truy nhập có t/gian định vị từ vị trí nhỏ ⇒Có thể tồn y/c phải đợi vô hạn y/c x/hiện gần đầu đọc (tương tự SJF ) Chọn truy nhập có t/gian định vị từ vị trí nhỏ ⇒Có thể tồn y/c phải đợi vô hạn y/c x/hiện gần đầu đọc (tương tự SJF ) Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 14 37 53 65 67 98 122 124 183 199 14 37 12 30 53 65 67 98 122 124 183 199 12 30 23 37 / 43 37 / 43 Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa SSTF SSTF Chọn truy nhập có t/gian định vị từ vị trí nhỏ ⇒Có thể tồn y/c phải đợi vô hạn y/c x/hiện gần đầu đọc (tương tự SJF ) Chọn truy nhập có t/gian định vị từ vị trí nhỏ ⇒Có thể tồn y/c phải đợi vơ hạn y/c x/hiện gần đầu đọc (tương tự SJF ) Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 14 37 53 65 67 98 122 124 183 199 14 37 12 30 23 53 65 67 98 122 12 30 23 84 84 24 37 / 43 37 / 43 124 183 199 Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa SSTF SSTF Chọn truy nhập có t/gian định vị từ vị trí nhỏ ⇒Có thể tồn y/c phải đợi vơ hạn y/c x/hiện gần đầu đọc (tương tự SJF ) Chọn truy nhập có t/gian định vị từ vị trí nhỏ ⇒Có thể tồn y/c phải đợi vô hạn y/c x/hiện gần đầu đọc (tương tự SJF ) Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 14 37 53 65 67 98 122 124 183 199 14 37 12 30 53 65 67 98 122 124 183 199 12 30 23 23 84 84 24 24 2 37 / 43 59 37 / 43 Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa SSTF SSTF Chọn truy nhập có t/gian định vị từ vị trí nhỏ ⇒Có thể tồn y/c phải đợi vô hạn y/c x/hiện gần đầu đọc (tương tự SJF ) Chọn truy nhập có t/gian định vị từ vị trí nhỏ ⇒Có thể tồn y/c phải đợi vô hạn y/c x/hiện gần đầu đọc (tương tự SJF ) Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 14 37 53 65 67 98 122 124 183 199 14 37 12 30 67 98 122 124 183 12 P = 236 23 84 24 37 / 43 53 65 59 30 P = 236 23 84 24 53→37→14→65→67→ 37 / 43 59 199 Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa SCAN SCAN Đầu từ dich chuyển từ cylinder đến cylinder quay ngược lại Phục vụ cho yêu cầu gặp đường Đầu từ dich chuyển từ cylinder đến cylinder quay ngược lại Phục vụ cho yêu cầu gặp đường Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 14 37 53 65 67 98 122 124 Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 183 199 14 37 53 65 67 15 Đầu từ dich phía cylinder 38 / 43 98 122 124 183 199 Đầu từ dich phía cylinder 38 / 43 Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa SCAN SCAN Đầu từ dich chuyển từ cylinder đến cylinder quay ngược lại Phục vụ cho yêu cầu gặp đường Đầu từ dich chuyển từ cylinder đến cylinder quay ngược lại Phục vụ cho yêu cầu gặp đường Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 14 37 53 65 15 23 67 98 122 124 183 199 14 37 15 Đầu từ dich phía cylinder 23 14 38 / 43 53 65 38 / 43 67 98 122 124 183 Đầu từ dich phía cylinder 199 Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa SCAN SCAN Đầu từ dich chuyển từ cylinder đến cylinder quay ngược lại Phục vụ cho yêu cầu gặp đường Đầu từ dich chuyển từ cylinder đến cylinder quay ngược lại Phục vụ cho yêu cầu gặp đường Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 14 37 53 65 67 98 15 122 124 Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 183 199 14 53 65 67 98 15 Đầu từ dich phía cylinder 23 37 124 183 199 Đầu từ dich phía cylinder 23 14 122 14 65 65 38 / 43 38 / 43 Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa SCAN SCAN Đầu từ dich chuyển từ cylinder đến cylinder quay ngược lại Phục vụ cho yêu cầu gặp đường Đầu từ dich chuyển từ cylinder đến cylinder quay ngược lại Phục vụ cho yêu cầu gặp đường Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 14 37 53 65 67 98 15 122 124 183 199 14 14 53 65 67 98 15 Đầu từ dich phía cylinder 23 37 122 14 65 2 31 31 24 38 / 43 38 / 43 183 Đầu từ dich phía cylinder 23 65 124 199 Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa SCAN SCAN Đầu từ dich chuyển từ cylinder đến cylinder quay ngược lại Phục vụ cho yêu cầu gặp đường Đầu từ dich chuyển từ cylinder đến cylinder quay ngược lại Phục vụ cho yêu cầu gặp đường Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 14 37 53 65 67 98 15 122 124 Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 183 199 14 53 65 67 98 15 Đầu từ dich phía cylinder 23 37 124 183 199 Đầu từ dich phía cylinder 23 14 122 14 65 65 2 31 31 24 24 2 38 / 43 38 / 43 Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa C-SCAN C-SCAN: Ví dụ Nguyên tắc: Xử lý cylinders danh sách nối vịng: Cylinder ngồi nối tiếp với cylinder Đầu từ d/chuyển từ cylinder đến cylinder Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 14 Phục vụ cho yêu cầu gặp đường Khi tới Cylinder cùng, quay ngược lại Cylinder Không phục vụ cho yêu cầu gặp đường Nhận xét: Thu thời gian đợi đồng thuật toán SCAN Khi đầu đọc đạt tới phía đĩa (cylinders cùng, ngồi ), mật độ yêu cầu xuất phía bên lớn so với vị trí (do vừa qua) Các yêu cầu đợi lâu ⇒ Quay phía bên 39 / 43 59 40 / 43 37 53 65 67 98 122 124 183 199 Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa Chương 5: Quản lý vào Hệ thống vào đĩa 3.2 Điều phối truy nhập đĩa LOOK/ C-LOOK Vấn đề lựa chọn thuật toán Phiên SCAN/C-SCAN: Đầu đọc không di chuyển tới cylinders ngoài/trong mà đến y/cầu xa phía quay lại Khơng gặp vấn đề "starrvation: chờ đợi lâu" Yêu cầu truy nhập cylinder : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 14 37 53 65 67 98 122 124 SSTF: Phổ biến, hiệu FCFS SCAN/C-SCAN hoạt động tốt cho hệ thống có nhiều yêu cầu truy nhập đĩa 183 199 Hiệu thuật toán phụ thuộc mạnh số lượng kiểu yêu cầu Yêu cầu truy xuất đĩa bị ảnh hưởng mạnh phương pháp phân phối đĩa cho file Phân phối liên tục: đưa y/cầu truy xuất lân cận Phân phối liên kết/ mục: gồm khối phân bố rộng rãi đĩa Thuật tốn điều phối truy nhập đĩa viết modul riêng biệt HĐH cho phép thay thuật tốn khác cần thiết Cả SSTF LOOK lựa chọn hợp lý cho thuật toán mặc định 41 / 43 Chương 5: Quản lý vào Kết luận Nguyên tắc quản lý chung Giới thiệu Ngắt xử lý ngắt Dịch vụ vào hệ thống Vùng đệm (Buffer) Quản lý lỗi vào Kỹ thuật SPOOL Hệ thống vào đĩa Cấu trúc đĩa từ Điều phối truy nhập đĩa 43 / 43 42 / 43 ... thái tiến trình bị ngắt Chuyển địa chương trình xử lý ngắt vào ghi trỏ lệnh Theo khả quản lý Ngắt che Ngắt không che Theo thời điểm ngắt Sử dụng bảng vector ngắt (IBM-PC) Thực chương trình xử lý... ngoại vi gặp lỗi Có thể thực theo phương pháp Ngắt thăm dò Ngắt (I/O interrupts) Thiết bị ngoại vi hoàn thành yêu cầu vào Thiết bị ngoại vi gặp lỗi Có thể thực theo phương pháp Ngắt thăm dò Ngắt... Chương 5: Quản lý vào Nguyên tắc quản lý chung 1.2 Ngắt xử lý ngắt Xử lý ngắt Theo nguồn gốc Ngắt bên Ngắt bên Theo thiết bị Ngắt cứng Ngắt mềm Ghi nhận đặc trưng kiện gây ngắt vào ô nhớ cố định