6.3. Управление внешней памятью в современных ос
Диск – физическое устройство внешней памяти (жесткий диск, дискета, компакт-диск).
Диск делится на секторы, блоки фиксированного размера.
Раздел – набор непрерывных секторов на диске. Адрес начального сектора раздела, размер, хранятся в таблице разделов.
Простой том – объект, представляющий секторы одного раздела, которым драйверы управляют как единым целым.
Составной том – объект, представляющий секторы нескольких разделов, которыми драйверы управляют как единым целым.
Типы составных томов
Существуют следующие типы составных томов:
перекрытые (spanned)
чередующиеся (striped) RAID-0
зеркальные (mirrored) RAID-1
RAID-2 не используется (n дисков с данными, n-1 дисков контроль ошибок)
RAID-3 похож на RAID-2, но 1 диск для контроля
RAID-4 похож на RAID-3, но блоки имеют размер, больший, чем байт.
RAID-5 – самый распространенный
RAID-6 похож на RAID-5, но имеет два диска для контроля
RAID-7 сложный.
Комбинации, например, RAID 1+0, 3+0, 5+0, 5+1.
Вопрос (
Наиболее распространенными считаются типы
перекрытые (spanned)
чередующиеся (striped) RAID-0
зеркальные (mirrored) RAID-1
RAID-5 – самый распространенный
)Вопрос
Управление составными томами существенно сложнее, т.к. их разделы могут быть несмежными и даже находиться на разных дисках.
Перекрытые тома
Перекрытый том – это единый логический том, состоящий из нескольких свободных разделов на одном или нескольких дисках.
Вопрос (
Перекрытый том D:
)Вопрос
Вопрос
Перекрытый том удобен для объединения небольших областей свободного дискового пространства в единый том большего объема.
)Вопрос
Если том отформатирован для NTFS, его можно расширять.
Диспетчер томов скрывает физическую конфигурацию дисков от файловой системы.
Чередующиеся тома
Чередующийся том – это группа разделов, каждый из которых размещается на отдельном диске и объединяется в один логический том. Другое название – RAID-0.
Файловой системе этот чередующийся том кажется обычным томом, но диспетчер томов оптимизирует хранение и выборку данных, распределяя их между физическими дисками.
Вопрос
Данные равномерно распределяются между дисками, а поскольку к данным на разных дисках можно обращаться одновременно, быстродействие ввода-вывода часто возрастает.
)Вопрос
Задача повышения надежности хранения данных не ставится.
Вопрос
Логическая нумерация секторов в чередующемся томе
)Вопрос
Зеркальные тома
Вопрос (
В зеркальном томе содержимое раздела на одном диске дублируется в разделе равного размера на другом диске, что обеспечивает повышенную надежность. Другое название RAID-1.
)Вопрос
Вопрос (
Зеркальный том
)Вопрос
Когда программа что-то пишет на диск С:, диспетчер томов пишет те же данные в идентичный участок зеркального раздела.
Если первый диск окажется поврежденным, то диспетчер автоматически обратится за данными к зеркальному разделу.
Быстродействие операций чтения возрастает, т.к. диспетчер распределяет их между томами.
Хотя запись приходится вести на два диска, но из-за асинхронности операций записи быстродействие записи почти не снижается.
Тома RAID-5
Вопрос (
Том RAID-5 – это отказоустойчивый вариант обычного чередующегося тома. Том также называют чередующимся томом с записью четности (striped volumes with parity).
)Вопрос
Информация о четности для чередующейся области 1 хранится на диске 1. Она представляет собой побайтовую логическую сумму (XOR) чередующихся областей 1 дисков 2 и 3.
Информация о четности для чередующейся области 2 хранится на диске 2.
Информация о четности для чередующейся области 3 хранится на диске 3.
Чередование областей четности между дисками оптимизирует операции ввода-вывода.
Когда данные записываются на какой-нибудь из дисков, байты четности должны быть пересчитаны и перезаписаны.
Если бы информация о четности хранилась на одном диске, то к нему все время шли бы обращения.
При сбое диска 1 содержимое его областей 2 и 5 вычисляется побайтовым логическим сложением соответствующих чередующихся областей на диске 3 с областями четности на диске 2.
Содержимое чередующихся областей 3 и 6 определяется побайтовым сложением соответствующих областей на диске 2 с областями четности на диске 3.
Вопрос (
Для организации чередующегося тома требуется, по крайней мере, три диска.
)Вопрос
Вопрос (
Том RAID-5
)Вопрос
Для управления дисками используют драйверы нескольких логических уровней.
Вопрос (
Драйверы устройств внешней памяти соответствуют архитектуре «класс-порт-минипорт».
)Вопрос
Вопрос (
Согласно этой архитектуре драйвер класса внешней памяти реализует общую функциональность для всех устройств внешней памяти.
)Вопрос
Вопрос(
Порт-драйвер реализует функциональность, общую для конкретной шины, например, SCSI или IDE.
)Вопрос
Вопрос (
Минипорт-драйвер реализует интерфейс с конкретным устройством.
)Вопрос