Nghiên cứu, tìm hiểu về quản lý bộ nhớ ngoài trên hệ điều hành windows

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN  BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN: NGUYÊN LÝ HỆ ĐIỀU HÀNH Đề tài: Nghiên cứu, tìm hiểu về quản lý bộ nhớ ngoài Hệ điều hành Windows Giảng viên: Nhóm thực hiện: Lớp: ThS Nguyễn Thanh Hải Nhóm ĐH KHMT2-K15 -Hà Nợi, 2021- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN  BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN: NGUYÊN LÝ HỆ ĐIỀU HÀNH Đề tài: Nghiên cứu, tìm hiểu về quản lý bộ nhớ ngoài Hệ điều hành Windows Giảng viên: ThS Nguyễn Thanh Hải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Hợp Nguyễn Anh Tú Nguyễn Thanh Tùng Đỗ Anh Tuấn Trương Mạnh Hùng Lớp: ĐH KHMT2-K15 -Hà Nợi, 2021- MỤC LỤC Trang LỜI NĨI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỘ NHỚ NGOÀI 1.1.Cấu trúc vật lý 1.1.1 Đĩa từ (Platter) 1.1.2 Các rãnh từ (Track) 1.1.3 Sector 1.1.4 Cylinder 1.1.5 Đầu đọc/ghi (Read Write Heads) 1.1.6 Cần di chuyển đầu đọc/ghi (Disk Controler) CHƯƠNG 2: QUẢN LÝ BỘ NHỚ NGOÀI TRÊN WINDOWS Vì phải quản lý nhớ ? 2.1 Các dạng lưu trữ dữ liệu hệ điều hành Windows 2.1.1 Lưu trữ (Basic Storage) 2.1.2 Lưu trữ động (Dynamic Storage) 2.1.2.1 2.1.2.2 2.1.2.3 2.1.2.4 2.1.2.5 Spanned Volume Simple Volume Striped Volume (RAID-0) Mirror Volume (RAID-1) RAID-5 Volume 2.2 Chương trình quản lý nhớ ngồi Disk Manager 2.2.1 Xem thuộc tính của đĩa 10 2.2.2 Xem thuộc tính của phân vùng hoặc đĩa cục 10 2.3 Quản lý không gian nhớ tự hệ điều hành 12 2.3.1 Quản lý nhớ phương pháp liệt kê (free list) .12 2.3.2 Quản lý nhớ phương pháp lập nhóm(Grouping) 12 2.3.3 Phương pháp đếm (Counting) 13 2.4 Cấp phát không gian nhớ tự hệ điều hành Windows 13 2.4.1 Cấp phát kề (Contiguous) 13 2.4.2 Cấp phát liên kết (Linked) 14 2.4.3 Cấp phát theo số (Index) 15 2.5 Lập lịch cho đĩa từ hệ điều hành Window 18 2.5.1 Khái niệm về lập lịch cho đĩa 18 2.5.2 Nguyên lý làm việc của đĩa từ 20 2.5.2.1 Giao tiếp với máy tính .20 2.5.2.2 Đọc ghi dữ liệu bề mặt đĩa 20 2.5.3 Các thuật toán lập lịch cho đĩa 21 2.5.3.1 2.5.3.2 2.5.3.3 2.5.3.4 2.5.3.5 First Come First Served (FCFS) 21 Shortest Remaining Time First (SRTF): 22 Scan 23 C-Scan 24 C-look .24 2.5.4 Quản lý lỗi 25 2.5.5 RAM Disks 26 2.5.6 Interleave 27 T LỜI NÓI ĐẦU ất ứng dụng máy tính đều cần lưu trữ đọc lại thông tin mà nó nhận vào xử lý Trong tiến trình chạy, nó có thể lưu trữ lượng giới hạn thông tin phạm vị không gian địa sở hữu của nó Tuy nhiên khả lưu trữ bị giới hạn bởi kích thước không gian địa ảo của hệ thống Đối với vài ứng dụng khơng gian vừa đủ, với số ứng dụng khác nó nhỏ Mặt khác lưu giữ thông tin khơng gian địa của tiến trình thơng tin sẽ bị tiến trình kết thúc Vấn đề thứ ba phải đáp ứng việc truy cập thơng tin đờng thời giữa tiến trình mơi trường hệ điều hành đa nhiệm Những vấn đề có thể dễ dàng tìm hiểu thơng qua quản lý tiến trình quản lý nhớ của máy tính Để giải những vấn đề hệ điều hành buộc phải thiết kế hệ thông lưu trữ thông tin cho: Thứ phải lưu trữ khối lượng lớn thông tin Thứ hai thơng tin phải bảo tồn mà tiến trình sử dụng nó kết thúc Và cuối có thể có nhiều tiến trình truy xuất thơng tin đồng thời Trên hệ điều hành Windows, giải pháp cho tất vấn đề lưu trữ thông tin đĩa cứng thiết bị media khác đơn vị dữ liệu gọi file (tập tin) Các tiến trình có thể đọc thơng tin của tập tin rồi ghi thông tin vào tập tin đó cần thiết Thông tin lưu trữ tập tin phải không bị tác động bởi việc tạo kết thúc tiến trình Các tập tin quản lý bởi hệ điều hành Thành phần hệ điều hành tham gia trực tiếp vào trình quản lý tập tin đĩa gọi hệ thống file Hệ điều hành phải xây dựng cấu trúc tổ chức hoạt động của hệ thống tập tin Một những nhiệm vụ quan trọng của hệ thống tập tin theo dõi việc lưu trữ tập tin đĩa, theo dõi điều hành việc truy cập vào tập tin của tiến trình, bảo vệ tập tin nội dung của nó,… Cấu trúc, tổ chức, hoạt động những nhiệm vụ của nhớ ngồi Hệ điều hành Windows sẽ trình bày phần Nhóm sinh viên thực hiện! CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỘ NHỚ NGOÀI Bộ nhớ (RAM) dùng để lưu giữ dữ liệu dữ liệu sẽ bị ngững cung cấp nguồn điện cho nhớ Thay vào đó, người ta sử dụng nhớ ngoài, mà chủ yếu đĩa từ để thay Ổ đĩa cứng, hay cịn gọi ở cứng (HDD-Hard Disk Drive) thiết bị dùng để lưu trữ dữ liệu bề mặt đĩa hình trịn phủ vật liệu từ tính Ở đĩa cứng loại nhớ "khơng thay đổi" (non-volatile), có nghĩa chúng không bị dữ liệu ngừng cung cấp nguồn điện cho chúng Ổ đĩa cứng thiết bị quan trọng hệ thống bởi chúng chứa dữ liệu thành của trình làm việc của những người sử dụng máy tính Những hư hỏng của thiết bị khác hệ thống máy tính có thể sửa chữa hoặc thay được, dữ liệu bị yếu tố hư hỏng phần cứng của ổ đĩa cứng thường khó lấy lại Cấu trúc vật lý Đĩa từ (Platter) Trên bề mặt phủ lớp vật liệu từ tính nơi chứa dữ liệu Số lượng đĩa có thể nhiều Mỗi đĩa từ có thể sử dụng hai mặt, đĩa cứng có thể có nhiều đĩa từ, chúng gắn song song, quay đồng trục, tốc độ với hoạt động Hình 1.1 Cấu tạo đĩa từ 1.1.2 Các rãnh từ (Track) Trên mặt làm việc của đĩa từ chia nhiều vịng trịn đờng tâm thành track 1.1.3 Sector Trên track chia thành những phần nhỏ đoạn hướng tâm thành sector Các sector phần nhỏ cuối chia để chứa dữ liệu Theo chuẩn thơng thường sector chứa dung lượng 512 byte 1.1.4 Cylinder Tập hợp track bán kính (cùng số hiệu trên) ở mặt đĩa khác thành cylinder 1.1.5 Đầu đọc/ghi (Read Write Heads) Đầu đọc đơn giản cấu tạo gồm lõi ferit (trước lõi sắt) cuộn dây Đầu đọc đĩa cứng có công dụng đọc dữ liệu dạng từ hoá bề mặt đĩa từ hoặc từ hoá lên mặt đĩa ghi dữ liệu Số đầu đọc ghi số mặt hoạt động của đĩa cứng, có nghĩa chúng nhỏ hoặc hai lần số đĩa (nhỏ trường hợp ví dụ hai đĩa sử dụng mặt) 1.1.6 Cần di chuyển đầu đọc/ghi (Disk Controler) Cần di chuyển đầu đọc/ghi thiết bị mà đầu đọc/ghi gắn vào nó Cần có nhiệm vụ di chuyển theo phương song song với đĩa từ ở khoảng cách định, dịch chuyển định vị chính xác đầu đọc vị trí từ mép đĩa đến vùng phía của đĩa (phía trục quay) CHƯƠNG 2: QUẢN LÝ BỘ NHỚ NGOÀI TRÊN WINDOWS Vì phải quản lý nhớ ngồi ?  Khi cần lưu trữ chương trình hoặc dữ liệu, hệ thống máy tính cần sử dụng nhớ ngoài( đĩa từ , băng từ…)  Nhiêm vụ chính của hệ điều hành phải đảm bảo chức sau :  Quản lý không gian nhớ tự nhớ (Free space mange)  Cấp phát không gian nhớ tự do( Allocation methods)  Cung cấp khả định vị nhớ  Lập lịch cho nhớ ( Disk scheduling ) 2.1 Các dạng lưu trữ dữ liệu hệ điều hành Windows Hệ điều hành Windows hỗ trợ hai loại đĩa lưu trữ chủ yếu Basic (cơ bản) Dynamic (động) 2.1.1 Lưu trữ (Basic Storage) Gồm có phân vùng (Partition Primary), hay gọi phân vùng chính, phân vùng mở rộng (Extended Partition) Phân vùng tạo đĩa gọi phân vùng chính toàn không gian cấp cho phân vùng sẽ sử dụng trọn vẹn Mỗi ổ đĩa vật lý có thể tạo tối đa bốn phân vùng chính hoặc ba phân vùng chính phân vùng mở rộng Với phân vùng mở rộng, ta có thể tạo tùy ý số phân vùng logic khác Trên ổ cứng có vùng nhỏ dùng để ghi bảng phân vùng ổ đĩa (Disk Partition Table) Đây nơi hệ điều hành sẽ đọc để theo dõi cách thức phân chia tồn ổ đĩa Bảng phân vùng ổ đĩa có độ lớn 64 byte chia làm mục, thông tin về phân vùng chính ghi mục chiếm 16 Byte, ổ cứng vật lý có thể chia làm phân vùng lý đó Tại thời điểm có phân vùng nhận quyền khởi động, đó phân vùng chứa hệ điều hành dùng để khởi động máy Để vượt qua giới hạn chia phân vùng ổ vật lý, người ta chia ổ cứng vật lý thành ba phân vùng (Partition Primary) phân vùng mở rộng (Extended Partition) Sau đó lại chia phân vùng mở rộng thành nhiều ổ đĩa logic (Logical Drive) mô tả ở hình vẽ đây: Hình 2.1 Quản lý đĩa cứng Windows 2.1.2 Lưu trữ động (Dynamic Storage) Đĩa lưu trữ động chia thành phân vùng động Phân vùng động không chứa phân vùng hoặc ổ đĩa logic, có thể truy cập hệ điều hành Windows Server 2003 Windows 2000 Windows Server 2003/ Windows 2000 hỗ trợ năm loại phân vùng động spanned, simple, striped, mirrored RAID-5 Ưu điểm của công nghệ lưu trữ động so với công nghệ lưu trữ là:  Cho phép ghép nhiều ổ đĩa vật lý để tạo thành ổ đĩa logic (Volume)  Cho phép ghép nhiều vùng trống không liên tục nhiều đĩa cứng vật lý để tạo ổ đĩa logic  Có thể tạo ổ đĩa logic có khả dung lỗi cao tăng tốc độ truy xuất… 2.1.2.1 Spanned Volume Bao gồm hoặc nhiều đĩa lưu trữ động (tối đa 32 đĩa) Sử dụng người dùng muốn tăng kích cỡ của phân vùng Dữ liệu ghi lên phân vùng theo thứ tự hết đĩa đến đĩa khác Thông thường người quản trị sử dụng phân vùng spanned ổ đĩa sử dụng phân vùng bị đầy muốn tăng kích thước của phân vùng cách bổ sung thêm đĩa khác Do dữ liệu ghi nên phân vùng loại không tăng hiệu sử dụng Nhược điểm chính của phân vùng spanned đĩa bị hỏng tồn dữ liệu phân vùng sẽ truy xuất 2.1.2.2 Simple Volume Phân vùng simple chứa không gian lấy từ đĩa lưu trữ động Không gian đĩa có thể liên tục hoặc không liên tục đĩa vật lý Hình 2.2 Một đĩa vật lý được chia thành hai phân vùng đơn giản 2.1.2.3 Striped Volume (RAID-0) Lưu trữ dữ liệu lên dãy (strip) hoặc nhiều đĩa vật lý (tối đa 32) Do dữ liệu ghi lên dãy nên người dùng có thể thi hành - Ưu điểm: Sử dụng khối đĩa tự nằm tản mạn - Nhược điểm: Chỉ hỗ trợ truy nhập không hỗ trợ truy nhập trực tiếp, độ tin cậy không đảm bảo bị trỏ liên kết Hình 2.12 Không gian đĩa được cấp phát liên kết Khi Windows cấp phát không gian nhớ theo phương pháp này, tận dụng khối đĩa tự nằm tảm mạn nên sẽ gây phân mảnh đĩa từ, phải dùng công cụ chống phân mảnh đĩa cứng Điều thể hiện rõ hệ thống tập tin FAT của Windows 2.4.3 Cấp phát theo số (Index) Phương pháp này, để cấp phát không gian nhớ cho file, hệ thống sử dụng khối đĩa đặc biệt gọi khối đĩa số (Index block) cho file Trong khối đĩa số chứa địa khối đĩa cấp phát cho file, thư mục thiết bị địa của khối đĩa số Khi khối đĩa cấp phát cho file hệ thống loại bỏ địa của khối đĩa khỏi danh sách của cấc khối đĩa tự cập nhật vào khối số của file Hình 2.13 Cấp phát không gian đĩa theo số Phương pháp cấp phát theo số hỗ trợ truy nhập trực tiếp lãng phí không gian nhớ dành cho khối đĩa số Điểm sinh câu hỏi: Khối số nên lớn bao nhiêu? Tuy nhiên, khối số nhỏ nó quản lý đủ trỏ cho tập tin lớn, cần có chế giải vấn đề này: + Cơ chế liên kết (linked scheme): khối số thường đĩa Do đó, nó có thể đọc viết trực tiếp bởi chính nó Để cho phép tập tin lớn, có thể liên kết nhiều khối số với Thí dụ: khối số có thể chứa header nhỏ cho tên tập tin tập hợp của địa 100 khối đĩa Địa (từ cuối khối số ) nil (đối với tập tin nhỏ ) hay trỏ tới khối số khác (cho tập tin lớn) + Chỉ số nhiều cấp (multilevel index): biến dạng của biểu diễn liên kết dùng khối số cấp để tới khối số cấp Khối số cấp tới khối tập tin Để truy xuất khối, hệ điều hành dùng số cấp để tìm khối số cấp khối đó tìm khối dữ liệu mong muốn Tiếp cận có thể tiếp tục tới cấp hay cấp 4, tùy thuộc vào kích thước tập tin lớn mong muốn Với khối có kích thước 4,096 bytes, có thể lưu 1,024 trỏ bytes khối số Chỉ số hai cấp cho phép 1,048,576 khối dữ liệu, cho phép tập tin có kích thước tới 4GB + Cơ chế kết hợp (combined scheme): biến dạng khác dùng UFS giữ 15 trỏ của khối số inode của tập tin 12 trỏ của 15 trỏ tới khối trực tiếp (direct blocks), nghĩa chúng chứa địa của khối mà chứa dữ liệu của tập tin Do đó, dữ liệu tập tin nhỏ (không lớn 12 khối) không cần khối số riêng Nếu kích thước khối 4KB, 48KB dữ liệu có thể truy xuất trực tiếp trỏ tới khối gián tiếp (indirect blocks) Con trỏ khối gián tiếp thứ đại của khối gián tiếp đơn (single indirect blocks) Khối gián tiếp đơn khối số không chứa dữ liệu chứa địa của khối dữ liệu Sau đó, có trỏ khối gián tiếp đôi (double indirect block) chứa địa của khối mà khối chứa địa của khối chứa trỏ tới khối dữ liệu thật Con trỏ cuối chứa địa của khối gián tiếp ba (triple indirect block) Với phương pháp này, số khối có thể cấp phát tới tập tin vượt hạn lượng không gian có thể đánh địa bởi trỏ tập tin bytes hay GB Nhiều cài đặt UNIX gồm Solaris AIX của IBM hỗ trợ tới 64 bit trỏ tập tin Các trỏ có kích thước cho phép tập tin hệ thống tập tin có kích thước tới terabytes Một inode hiển thị hình 2.14: Hình 2.14 Inode của UNIX Cơ chế cấp phát lập số gặp số vấn đề khó khăn về lực cấp phát liên kết Đặc biệt khối số có thể lưu trữ (cache) nhớ,nhưng khối dữ liệu có thể trải rông khắp phân khu 2.5 Lập lịch cho đĩa từ hệ điều hành Window 2.5.1 Khái niệm lập lịch cho đĩa Thời gian truy nhập đĩa phụ thuộc vào ba yếu tố: thời gian di chuyển đầu từ đọc/ghi đến track hoặc cylinder cần thiết (seek-time), thời gian định vị đầu từ đọc/ghi khối đĩa cần truy nhập (latency-time) thời gian truy nhập dữ liệu (transfer-time) Thời gian định vị đầu từ đọc/ghi thời gian truy nhập dữ liệu thông thường cố định phụ thuộc cấu trúc kỹ thuật của ổ đĩa Do đó để tăng tốc độ truy nhập đĩa, hệ điều hành thường quan tâm tới thời gian di chuyển đầu từ đọc/ghi Lập lịch cho đĩa xây dựng thuật toán dịch chuyển đầu từ đọc ghi cho thời gian truy nhập đĩa tối ưu Thời gian truy nhập đĩa: - Thời gian di chuyển đầu từ đọc ghi đến strack thích hợp(seek-time) - Thời gian chờ cho khối cần thiết đầu đọc(latency -time) - Thời gian vận chuyển dữ liệu giữa đĩa nhớ chính(transfer-time) Hình 2.15 Đĩa Tất cơng việc đều phụ thuộc vào việc nạp chương trình nhập xuất tập tin, đó điều quan trọng dịch vụ đĩa phải nhanh tốt Hệ điều hành có thể tổ chức dịch vụ truy xuất đĩa tốt cách lập lịch yêu cầu truy xuất đĩa Tốc độ đĩa bao gồm ba phần Để truy xuất khối đĩa, trước tiên phải di chuyển đầu đọc đến track hay cylinder thích hợp, thao tác gọi seek thời gian để hoàn tất gọi seek time Một đến track, phải chờ khối cần thiết đến đầu đọc Thời gian chờ gọi latency time Cuối vận chuyển dữ liệu giữa đĩa nhớ chính gọi transfer time Tổng thời gian cho dịch vụ đĩa chính tổng của ba khoảng thời gian Trong đó seek time latency time nhiều thời gian nhất, đó để giảm thiểu thời gian truy xuất hệ điều hành đưa thuật toán lập lịch truy xuất 2.5.2 Nguyên lý làm việc của đĩa từ 2.5.2.1 Giao tiếp với máy tính Tồn chế đọc/ghi dữ liệu thực hiện máy tính (hoặc thiết bị sử dụng ổ đĩa cứng) có yêu cầu truy xuất dữ liệu hoặc cần ghi dữ liệu vào ổ đĩa cứng Việc thực hiện giao tiếp với máy tính bo mạch của ổ đĩa cứng đảm nhiệm Ta biết máy tính làm việc khác theo phiên làm việc, nhiệm vụ mà không theo kịch nào, đó trình đọc ghi dữ liệu luôn xảy ra, đó tập tin bị thay đổi, xáo trộn vị trí Từ đó dữ liệu bề mặt đĩa cứng không chứa cách liên tục mà chúng nằm rải rác khắp nơi bề mặt vật lý Một mặt khác máy tính có thể xử lý đa nhiệm (thực hiện nhiều nhiệm vụ thời điểm) nên cần phải truy cập đến tập tin khác ở thư mục khác Như chế đọc ghi dữ liệu ở ổ đĩa cứng không đơn thực hiện từ theo mà chúng có thể truy cập ghi dữ liệu ngẫu nhiên điểm bề mặt đĩa từ, đó đặc điểm khác biệt nổi bật của ổ đĩa cứng so với hình thức lưu trữ truy cập (như băng từ) Thông qua giao tiếp với máy tính, giải tác vụ, CPU sẽ đòi hỏi dữ liệu (nó sẽ hỏi nhớ khác trước đến đĩa cứng mà thứ tự thường cache L1-> cache L2 ->RAM) đĩa cứng cần truy cập đến dữ liệu chứa nó Khơng đơn CPU có thể địi hỏi nhiều tập tin dữ liệu thời điểm, đó sẽ xảy trường hợp: Ổ đĩa cứng đáp ứng yêu cầu truy cập dữ liệu thời điểm, yêu cầu đáp ứng 2.5.2.2 Đọc và ghi dữ liệu bề mặt đĩa Sự hoạt động của đĩa cứng cần thực hiện đồng thời hai chuyển động: Chuyển động quay của đĩa chuyển động của đầu đọc Sự quay của đĩa từ thực hiện nhờ động gắn trục (với tốc độ lớn: từ 3600 rpm 15.000 rpm) chúng thường quay ổn định tốc độ định theo loại ổ đĩa cứng Khi đĩa cứng quay đều, cần di chuyển đầu đọc sẽ di chuyển đến vị trí bề mặt chứa phủ vật liệu từ theo phương bán kính của đĩa Chuyển động kết hợp với chuyển động quay của đĩa có thể làm đầu đọc/ghi tới vị trí bề mặt đĩa Tại vị trí cần đọc ghi, đầu đọc/ghi có cảm biến với điện trường để đọc dữ liệu (và tương ứng: phát điện trường để xoay hướng hạt từ ghi dữ liệu) Dữ liệu ghi/đọc đồng thời đĩa Việc thực hiện phân bổ dữ liệu đĩa thực hiện nhờ mạch điều khiển bo mạch của ổ đĩa cứng 2.5.3 Các thuật toán lập lịch cho đĩa 2.5.3.1 First Come First Served (FCFS) Nguyên lý: Để truy nhập tới file, hệ thống sẽ tổ chức hàng đợi yêu cầu phục vụ của track Track có yêu cầu phục vụ trước đầu đọc/ghi sẽ dịch chuyển tới đó Ví dụ: Giả sử đĩa cứng có 200 track đánh dấu từ đến 199 file F1 phân bổ track theo thứ tự :65,123,97,142,14,5,26,190 Đầu đọc ở vị trí 100 Hình 2.16 Phương pháp FCFS  Ưu điểm: - Dễ lập trình - Các track cần truy xuất liên tục  Nhược điểm: - Số track mà đầu đọc phải di chuyển nhiều - Hiệu của thuật toán phụ thuộc vào thứ tự của track hàng đợi 2.5.3.2 Shortest Remaining Time First (SRTF): Nguyên lý: Phương pháp dựa quy tắc track có thời gian dịch chuyển đầu từ ngắn phục vụ trước Trong trường hợp có track có thời gian dịch chuyển đầu từ xét: + Nếu đầu từ ở vi trí chọn hướng ngẫu nhiên + Nếu đầu từ dịch chuyển tiếp tục phục vụ theo hướng dịch chuyển Hình 2.17 Phương pháp SRTF  Ưu điểm: Số track mà đầu đọc phải chuyển giảm  Nhược điểm: Mỗi lần dịch chuyển đều phải thực hiện phép tính so sánh 2.5.3.3 Scan Nguyên lý: Đầu đọc của đĩa di chuyển từ phía (ví dụ bên hoặc bên đĩa) sang phía để phục vụ yêu cầu đọc, sau đó di chuyển ngược lại Trên đường gặp track phục vụ track Hình 2.18 Phương pháp Scan  Ưu điểm: - Phương thức hoạt động thang máy - Số bước đầu đọc phải di chuyển giảm  Nhược điểm: Phải tốn thời gian để quét track track cuối mặc dù nó không yêu cầu phục vụ 2.5.3.4 C-Scan Phương pháp tương tự Scan khác nó không phục vụ đường về Đường về quy định đường từ track có số hiệu lớn về số hiệu nhỏ Hình 2.19 Phương pháp C-Scan 2.5.3.5 C-look Tương tự C-Scan quét phạm vi track có nhu cầu phục vụ, không quét tới track va cuối * Chú ý: Nếu track yêu cầu vẫn phục vụ Hình 2.20 Phương pháp C-look Nhận xét: - FCFS thuật toán phù hợp track cần truy xuất liên tục - SRTF phổ biến có hiệu tốt - SCAN LOOK thích hợp cho những hệ thống phải truy xuất dữ liệu lớn 2.5.4 Quản lý lỗi Đĩa đối tượng mà truy xuất có thể gây nhiều lỗi Một số lỗi thường gặp : Lỗi lập trình : yêu cầu đọc sector khơng tờn Lỗi lập trình xảy yêu cầu điều khiển tìm kiếm cylinder không tồn tại, đọc sector không tồn tại, dùng đầu đọc không tồn tại, hoặc vận chuyển vào nhớ không tồn Hầu hết điều khiển kiểm tra tham số sẽ báo lỗi không thích hợp Lỗi checksum tạm thời : gây bởi bụi đầu đọc Bụi tồn giữa đầu đọc bề mặt đĩa sẽ gây lỗi đọc Nếu lỗi tồn tại, khối có thể bị đánh dấu hỏng bởi phần mềm Lỗi checksum thường trực : đĩa bị hư vật lý khối Lỗi tìm kiếm : ví dụ đầu đọc đến cylinder đó phải đọc Lỗi điều khiển : điều khiển từ chối thi hành lệnh 2.5.5 RAM Disks Ý tưởng RAM disk đơn giản Thiết bị khối phần lưu trữ trung gian với hai lệnh : đọc khối ghi khối Thông thường những khối lưu trữ đĩa mềm hoặc đĩa cứng RAM disk dùng phần định vị trước của nhớ chính để lưu trữ khối RAM disk có ưu điểm cho phép truy xuất nhanh chóng (khơng phải chờ quay hay tìm kiếm) Như nó thích hợp cho việc lưu trữ những chương trình hay dữ liệu truy xuất thường xuyên Hình 2.21 RAM DISKS Hình mơ tả ý tưởng của RAM disk Một RAM disk chia làm nhiều khối, số lượng tùy thuộc vào dung lượng của vùng nhớ Mỗi khối có kích thước vừa kích thước của khối thực đĩa Khi driver nhận thị đọc hoặc ghi khối, nó sẽ tìm nhớ RAM disk vị trí của khối, thực hiện việc đọc hay ghi đó thay từ đĩa mềm hay đĩa cứng 2.5.6 Interleave Bộ điều khiển đọc ghi đĩa phải thực hiện hai chức đọc/ghi dữ liệu chuyển dữ liệu vào hệ thống Để thực hiện đồng hai chức này, điều khiển đọc đĩa cung cấp chức interleave Trên đĩa sector số hiệu liên tiếp không nằm kế bên mà có khoảng cách định, khoảng cách xác định bởi trình format đĩa Ví dụ : giả sử hệ thống có 17 sector, interleave chọn sector bố trí theo thứ tự sau : 1, 14, 10, 6, 2, 15, 11, 7, 3, 16, 12, 8, 4, 17, 13, 9, Cách đọc sau : Lần 1: 1, 14, 10, 6, 2, 15, 11, 7, 3, 16, 12, 8, 4, 17, 13, 9, Lần 2: 1, 14, 10, 6, 2, 15, 11, 7, 3, 16, 12, 8, 4, 17, 13, 9, Lần 3: 1, 14, 10, 6, 2, 15, 11, 7, 3, 16, 12, 8, 4, 17, 13, 9, Lần 4: 1, 14, 10, 6, 2, 15, 11, 7, 3, 16, 12, 8, 4, 17, 13, 9, Như sau bốn lần thứ tự sector đọc vẫn từ đến 17 THE END -Tài liệu tham khảo: [1] Giáo trình hệ điều hành 1, Lê Khắc Nhiên Ân, Hoàng Kiếm [2] Giáo trình hệ điều hành 2, Lê Khắc Nhiên Ân, Hoàng Kiếm [3] Andrew S Tanenbaum (1992) Modern Operating Systems Prentice Hall 1992 [4] CS260: Operating Systems RMIT Computer Science Department Australia 1997 [5] John Young (1996) Exploring IBM’s New Age MainFrames Maximum Press 1996 [6] Giáo trình nguyên lý hệ điều hành/Nguyễn Thanh Hải; Nguyễn Tuấn Tú; Trần Thanh Huân ...  BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN: NGUYÊN LÝ HỆ ĐIỀU HÀNH Đề tài: Nghiên cứu, tìm hiểu về quản lý bộ nhớ ngoài Hệ điều hành Windows Giảng viên: ThS Nguyễn Thanh Hải Sinh... Controler) CHƯƠNG 2: QUẢN LÝ BỘ NHỚ NGOÀI TRÊN WINDOWS Vì phải quản lý nhớ ngồi ? 2.1 Các dạng lưu trữ dữ liệu hệ điều hành Windows 2.1.1 Lưu trữ... đầu đọc vị trí từ mép đĩa đến vùng phía của đĩa (phía trục quay) CHƯƠNG 2: QUẢN LÝ BỘ NHỚ NGOÀI TRÊN WINDOWS Vì phải quản lý nhớ ?  Khi cần lưu trữ chương trình hoặc dữ liệu, hệ