Билет № 52

1) Структура ядра ОС Unix. Алгоритм планирования процессов в ОС Unix.

2) Дефрагментация дисков. Квоты (на примере Windows 2000).

Задача

Жесткий диск имеет емкость 50 Гбайт и размещение файлов в виде связанного списка индексов кластеров. Размер кластера 16 Кбайт. Определите максимальное количество файлов, которое можно разместить на диске и долю адресной информации в процентах от емкости диска.

1)

Алгоритм планирования процессов в системе UNIX использует время выполнения в качестве параметра. Каждый активный процесс имеет приоритет планирования; ядро переключает контекст на процесс с наивысшим приоритетом. При переходе выполняющегося процесса из режима ядра в режим задачи ядро пересчитывает его приоритет, периодически и в режиме задачи переустанавливая приоритет каждого процесса, готового к выполнению.

Сразу после переключения контекста ядро запускает алгоритм планирования выполнения процессов, выбирая на выполнение процесс с наивысшим приоритетом среди процессов, находящихся в состояниях "резервирования" и "готовности к выполнению, будучи загруженным в память". Рассматривать процессы, не загруженные в память, не имеет смысла, поскольку не будучи загружен, процесс не может выполняться. Если наивысший приоритет имеют сразу несколько процессов, ядро, используя принцип кольцевого списка (карусели), выбирает среди них тот процесс, который находится в состоянии "готовности к выполнению" дольше остальных. Если ни один из процессов не может быть выбран для выполнения, ЦП простаивает до момента получения следующего прерывания, которое произойдет не позже чем через один таймерный тик; после обработки этого прерывания ядро снова запустит алгоритм планирования.

алгоритм schedule_process входная информация: отсутствует выходная информация: отсутствует { выполнять пока (для запуска не будет выбран один из про- цессов) { для (каждого процесса в очереди готовых к выполнению) выбрать процесс с наивысшим приоритетом из загру- женных в память; если (ни один из процессов не может быть избран для выполнения) приостановить машину; /* машина выходит из состояния простоя по преры- /* ванию */ } удалить выбранный процесс из очереди готовых к выполне- нию; переключиться на контекст выбранного процесса, возобно- вить его выполнение; }

2) Дефрагментация дисков.

В процессе дефрагментации кластеры диска организуются таким образом, чтобы файлы, папки и свободное пространство по возможности располагались непрервывно. В результате значительно повышается производительность файловой системы, поскольку сокращается количество операций ввода/вывода, необходимое для чтения определенного объема информации. Следует также отметить, что при дефрагментации свободное пространство не объединяется в одну непрерывную область, а располагается в нескольких областях. Это значительно скоращает время выполнения дефрагментации.

Квоты (на примере Windows 2000). Администрирование больших сетей, сопряжено с рядом сложностей. Одна из них - учет дискового пространства, занятого файлами пользователей. Пользователи хранящие свои файлы на сервере не заботятся об удалении ненужных или устаревших данных, а также об их систематизации. В результате даже на больших дисках сервера может не оказаться необходимого для работы свободного пространства. Подобная проблема решается с помощью введения квот на дисковое пространство, доступное для работы пользователю. В предыдущих версиях операционной системы Windows NT не было возможности ввести квоту на доступное дисковое пространство, и любой пользователь имел в своем распоряжении все пространство дисков сервера. В Windows 2000 системный администратор может квотировать дисковое пространство по каждому тому и для каждого пользователя. Windows 2000 ведет учет пространства, занимаемого файлами, владельцем которых является контролируемый пользователь. Поскольку квотирование выполняется по каждому тому, не имеет значения, находятся ли тома на одном жестком диске или на различных устройствах. После установки квот дискового пространства пользователь сможет хранить на томе ограниченный объем данных, в то время как на этом томе может оставаться свободное пространство. Если пользователь превысит выделенную ему квоту, в журнал событий будет внесена соответствующая запись. Затем, в зависимости от конфигурации системы, пользователь либо сможет записать информацию на том(мягкий режим), либо ему будет отказано в записи. Квотирование диска возможно при 2 условиях: присутствие раздела в формате NTFS 5.0, и наличие необходимых полномочий у пользователя устанавливающего квоты.

Задача:

1) найдем число кластеров на диске = 20гб/4кб=5242880 кластеров. Чтобы адресовать такое кол-во кластеров требует, чтобы под адрес выделялось более log2(5242880) бит, что примерно равно трем байтам. Значит для хранения адресов всех кластеров, т.е всей адресной информации надо 3байта * 5242880 = 15728640 байт. Значит доля адресной информации = Адресная информация / Объем диска = 0,07%

2) Заметим, что при таком способе организации файловой системы адресная информация хранится в самих кластерах, т.е. не занимает дополнительного места. Найдем теперь максимальное число файлов. Т.к. файл занимает минимум один кластер, то число файлов = числу кластеров = 5242880.