Параметры производительности диска

Конкретные детали дисковой операции ввода-вывода зависят от компьютер­ной системы, операционной системы, природы канала ввода-вывода и аппарат­ного обеспечения контроллера диска. Обобщенная временная диаграмма переда­чи данных дисковым устройством ввода-вывода представлена на рис. 11.7.

При работе диска его скорость вращения постоянна. Для того чтобы выпол­нить чтение или запись, головка должна находиться над искомой дорожкой, а кроме того — над началом искомого сектора на этой дорожке. Процедура выбора дорожки включает в себя перемещение головки (в системе с подвижными голов­ками) или электронный выбор нужной головки (в системе с неподвижными го­ловками). В системе с подвижными головками на позиционирование головки над дорожкой затрачивается время, известное как время поиска. В любом случае по­сле выбора дорожки контроллер диска ожидает момент, когда начало искомого сектора достигнет головки. Время, необходимое для достижения головки нача­лом сектора, известно как время задержки из-за вращения, или время ожида­ния вращения. Сумма времен поиска (если таковой выполняется) и времени за­держки из-за вращения составляет время доступа — время, которое требуется для позиционирования для чтения или записи. Как только головка попадает в искомую позицию, выполняется операция чтения или записи, осуществляемая во время движения сектора под головкой, — это и есть непосредственная пере­дача данных при выполнении операции ввода-вывода.

Рис. 11.7. Временная диаграмма работы диска

Кроме этого, существует ряд других задержек, обычно присутствующих в дисковой операции ввода-вывода. Когда процесс выполняет запрос на ввод-вывод, последний должен быть размещен в очереди устройства. После этого вы­полняется назначение устройства процессу. Если устройство использует каналы ввода-вывода совместно с другими дисками, необходимо дополнительное ожида­ние доступности канала. И только после этого осуществляется непосредственный доступ к диску, рассмотренный ранее.

В некоторых мейнфреймах используется методика, известная как вращательное позиционное считывание (rotational positional sensing — RPS), работающая следую­щим образом. При выполнении команды поиска происходит освобождение канала для обработки других операций ввода-вывода. После выполнения поиска устройство определяет момент, когда данные окажутся под головкой. Как только этот сектор подходит к головке, устройство пытается восстановить связь с узлом. Если либо кон­троллер, либо канал заняты другой операцией ввода-вывода, то попытка восстанов­ления связи оказывается неуспешной и диск совершает полный оборот перед по­вторной попыткой. Это дополнительный элемент, который следует добавить к пол­ному времени ожидания (рис. 11.7).