русс | укр

Языки программирования

ПаскальСиАссемблерJavaMatlabPhpHtmlJavaScriptCSSC#DelphiТурбо Пролог

Компьютерные сетиСистемное программное обеспечениеИнформационные технологииПрограммирование

Все о программировании


Linux Unix Алгоритмические языки Аналоговые и гибридные вычислительные устройства Архитектура микроконтроллеров Введение в разработку распределенных информационных систем Введение в численные методы Дискретная математика Информационное обслуживание пользователей Информация и моделирование в управлении производством Компьютерная графика Математическое и компьютерное моделирование Моделирование Нейрокомпьютеры Проектирование программ диагностики компьютерных систем и сетей Проектирование системных программ Системы счисления Теория статистики Теория оптимизации Уроки AutoCAD 3D Уроки базы данных Access Уроки Orcad Цифровые автоматы Шпаргалки по компьютеру Шпаргалки по программированию Экспертные системы Элементы теории информации

N-step-SCAN и FSCAN


Дата добавления: 2014-11-28; просмотров: 1588; Нарушение авторских прав


 

При использовании стратегий SSTF, SCAN и C-SCAN может оказаться возмож­ной ситуация, когда один или несколько процессов с высокой частотой обращений к одной дорожке монополизируют устройство за счет многочисленных повторений за­просов к одной и той же дорожке. Наиболее характерна эта особенность для много­поверхностных дисков с большой плотностью записи. Для предотвращения такого "залипания головки" очередь дисковых запросов может быть сегментирована, при­чем за один прием полностью выполняется весь сегмент заданий. Примерами такого подхода являются стратегии N-step-SCAN и FSCAN.

Стратегия N-step-SCAN позволяет произвести сегментацию очереди диско­вых запросов на подочереди длиной N. Каждая подочередь обрабатывается за один прием с использованием стратегии SCAN. В ходе обработки очереди к не­которой другой очереди могут добавляться новые запросы. Если в конце текуще­го сканирования доступными оказываются менее N запросов, то все они обраба­тываются в следующем цикле сканирования. При больших значениях N выпол­нение алгоритма N-step-SCAN похоже на выполнение SCAN; предельный случай N=1 соответствует стратегии FIFO.

FSCAN — стратегия, использующая две подочереди. С началом сканирова­ния все запросы находятся в одной из очередей; другая при этом остается пус­той. Во время сканирования первой очереди все новые запросы попадают во вто­рую очередь. Таким образом, обслуживание новых очередей откладывается, пока не будут обработаны все старые запросы.

 

 

RAID

 

Как упоминалось ранее, рост производительности вторичных запоминаю­щих устройств значительно отстает от роста производительности процессоров и основной памяти. Такое несоответствие вынуждает обращать особое внимание на дисковую систему при повышении уровня общей производительности.



Как и в других областях, дополнительное повышение эффективности может быть достигнуто путем параллельного использования нескольких устройств. В случае с дисками это означает использование массивов независимо и параллель­но работающих дисков. При наличии множества дисков различные запросы вво­да-вывода могут обрабатываться параллельно, если блок данных, к которому производится обращение, распределен по множеству дисков.

В случае применения множества дисков имеется большое количество вари­антов организации данных и добавления избыточности для повышения надежно­сти (а это может создать трудности при разработке схем баз данных, способных работать на разных платформах под управлением разных операционных систем). К счастью, имеется промышленный стандарт RAID (Redundant Array of Inde­pendent Disks — избыточный массив независимых дисков). RAID-схема состоит из 7 уровней1 — от нулевого до шестого. Эти уровни не имеют иерархической • структуры, но определяют различные архитектуры со следующими общими ха­рактеристиками.

1. RAID — это набор физических дисков, рассматриваемых операционной системой как единый логический диск.

2. Данные распределены по физическим дискам массива.

3. Избыточная емкость дисков используется для хранения контрольной ин­
формации, гарантирующей восстановление данных в случае отказа одного
из дисков.

Вторая и третья характеристики различны для разных уровней RAID. RAID нулевого уровня не поддерживает третью характеристику вовсе.

Термин RAID первоначально был употреблен в научном докладе группы разработчиков Университета Калифорния в Беркли [РАТТ88]2. В докладе в об­щих чертах были рассмотрены различные конфигурации и применение RAID, a также определения уровней RAID. Эта стратегия заменяет диски с большой плотностью записи множеством дисков с малой плотностью и распределяет дан­ные таким образом, что обеспечивает возможность одновременного доступа к данным из разных дисков. Это существенно повышает эффективность ввода-вывода и дает возможность постепенного наращивания емкости массива.

Уникальность предложенной технологии заключается в эффективном ис­пользовании избыточности. Благодаря наличию большого количества дисков по­вышается производительность, но увеличивается вероятность сбоев. В связи с этим RAID предусматривает хранение дополнительной информации, позволяю- • щей восстанавливать данные, утерянные вследствие сбойной ситуации.

В табл. 11.4 представлены все 7 уровней RAID. Отметим, что уровни 2 и 4 не подходят для промышленного применения, но, тем не менее, описание этих уровней помогает определиться с выбором схем проектирования некоторых дру­гих уровней.

Таблица 11.4. Уровни RAID

 

Категория Уровень Описание Скорость обработки запросов Скорость передачи данных Типичное применение
Расщепление Без избыточ- ности Большие поло- сы: отлично Малые поло- сы: отлично Приложения с некритическими данными, требующие высокой призводи- тельности
Отражение3 Отражение Хорошо/удов- летворительно Удовлетвори- тельно/удов- летворительно Системные диски, важ- ные файлы
 
Параллельный доступ Избыточность с кодами Хэмминга Плохо Отлично  
Четность с чередую- щимися битами Плохо Отлично Приложения с большими запросами ввода-вывода, такие, как графические редакторы или САПР
Независимый доступ Четность с чередую- щимися блоками Отлично/ удовлетвори- тельно Удовлетвори- тельно/плохо  
Распределен- ная четность с чередующи- мися блоками Отлично/ удовлетвори- тельно Удовлетвори- тельно/плохо Высокая ско- рость запро- сов, интен- сивное чте- ние, поиск данных
Двойная рас- пределенная четность с чередующи- мися блоками Отлично/ плохо Удовлетвори- тельно/плохо Приложения, требующие исключи- тельно высокой на- дежности
 

 

На рис. 11.9 показано использование семи схем RAID для поддержки того же объема данных, который требует четырех дисков без применения избыточно­сти. Рисунок показывает размещение пользовательских и избыточных данных, а также указывает относительные требования уровней к дисковому пространству.

 

RAID 0

 

Уровень 0 не является настоящим RAID-уровнем, поскольку он не ис­пользует избыточность для повышения эффективности. Тем не менее сущест­вует ряд применений, таких, как некоторые суперкомпьютеры, где домини­руют вопросы производительности и емкости, а снижение стоимости более важно, чем надежность.

В схеме RAID 0 пользовательские и системные данные распределяются по всем дискам массива. Это дает заметное преимущество перед использова­нием одного большого диска: если два различных запроса ввода-вывода об­ращаются к двум различным блокам данных, то имеется немалая вероят­ность того, что эти блоки размещены на различных дисках, и два запроса могут быть обработаны, уменьшая тем самым время ожидания в очереди ввода-вывода.

Заметим, однако, что RAID 0 идет дальше простого распределения дан­ных по массиву дисков: данные расщеплены (stripped) по всем имеющимся дискам (см. рис. 11.10). Все пользовательские и системные данные рассмат­риваются как хранящиеся на одном логическом диске. Диск делится на по­лосы, которые могут быть физическими блоками, секторами или другими единицами хранения. Полосы циклически размещаются на последовательных дисках массива. В n-дисковом массиве первые п логических полос физически располагаются как первые полосы каждого из га дисков; вторые га полос рас­полагаются как вторые полосы каждого из дисков и т.д. Преимущество та­кой компоновки состоит в том, что если один запрос ввода-вывода обращает­ся к множеству логически последовательных полос, то параллельно может быть обработано до га полос, и намного уменьшается тем самым время обра­ботки запроса.

На рис. 11.10 показано, что для отображения логического и физического дис­ковых пространств используется соответствующее программное обеспечение, которое может быть реализовано как в дисковой подсистеме, так и в компьютере.

 



<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Последним вошел — первым вышел | RAID О и передача большого объема данных


Карта сайта Карта сайта укр


Уроки php mysql Программирование

Онлайн система счисления Калькулятор онлайн обычный Инженерный калькулятор онлайн Замена русских букв на английские для вебмастеров Замена русских букв на английские

Аппаратное и программное обеспечение Графика и компьютерная сфера Интегрированная геоинформационная система Интернет Компьютер Комплектующие компьютера Лекции Методы и средства измерений неэлектрических величин Обслуживание компьютерных и периферийных устройств Операционные системы Параллельное программирование Проектирование электронных средств Периферийные устройства Полезные ресурсы для программистов Программы для программистов Статьи для программистов Cтруктура и организация данных


 


Не нашли то, что искали? Google вам в помощь!

 
 

© life-prog.ru При использовании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.

Генерация страницы за: 0.004 сек.