18Билет

Виртуальное адресное пространство

Виртуальная память (ВП) отличается от обычной ОП тем, что какие то её радио используемые фрагменты могут находиться на диске и подгружаться в реальную ОП по мере необходимости.

ОП состоит из отдельных элементов, каждый из которых предназначен для хранения минимальной единицы информации – одного байта первому элементу присвоен адрес 0, второму 1 и т.д.

Управление не виртуальной памятью

1)Свопинг (swopping передача) – метод управления памятью, основанный на том, что все процессы, участвующие в мультипрограммной обработке хранятся во внешней памяти.

Процесс, которому выделен CPU временно перемещается в основную память (swap in/Roll in). В случае прерывания работы процесса они перемещаются обратно во внешнюю память (swap out/roll out) свопинг иногда используются при приоритетном планировании CPU. Основное применение свопинга находится в системах разделения времени, где он используется одновременно со стратегией Round Rollin в планировании CPU недостаток «чистого» свопинга заключается в больших потерях времени призагрузки или выгрузки процессов, поэтому в современных операционных системах используется модифицированный вариант свопинга.

О	Операционная система
А	Программа пользователя
Б	Свободный участок

Эта система предусматривает, что ОС не поддерживает мультипрограммирование, поэтому не возникает проблемы распределения между несколькими задачами. Программные модули равно в области самой ОС, а вся оставшаяся память может быть предоставлена задачам, если есть необходимость создать программу логическое адресное пространство, которое должно быть больше чем свободная область памяти или больше чем весь возможный оббьем оперативной памяти то используется распределение с перекрытием.

Вся программа разделяется на части, сегменты каждая оверлейная программа имеет одну главную часть корневой сегмент и несколько оверлейных сегментов, причём в памяти машины одновременно могут находиться только её главная часть и 1 или несколько неперекрывающихся сегментов, причём в однотипной памяти машины остальные находятся во внешней памяти когда текущий сегмент завершит своё выполнение возможно 2 варианта либо он сам обращен к ОС с указанием какой элемент должен быть запущен в памяти либо возвращает управление корневому сегменту и уже тот обращается к ОС.

	Корневой сегмент			Операционная система
				Корневой сегмент
Оверлейный сегмент №1	Оверлейный сегмент №2	Оверлейный сегмент №3		Оверлейная область

19Билет

Организация внешней памяти на магнитных дисках

Накопители на магнитных дисках получили наибольшее распространение. В них каждая запись данных имеет свой собственный уникальный адрес, обеспечивающий непосредственный (минуя все остальные записи) доступ к ней В.Н.М.Д. предусмотрено аналогичная Н.М.Л. возможность последовательного доступа к информации. Накопитель на магнитных дисках сочетает в себе несколько устройств последовательного доступа, причём сокращение времени поиска данных обеспечивается за счёт независимости доступа к записи от её расположения относительно других записей.

Конструкция Н.М.Д. сложнее, чем у Н.М.Л. а, следовательно, выше их стоимость. В.Н.М.Д. в качестве носителей данных используется закреплённых на одном стержне вокруг которого они вращаются с постоянной скоростью. Поверхность магнитного диска, покрытая ферромагнитным слоем, называется рабочей.

Каждый магнитный диск кроме верхнего и нижнего имеет по две рабочих поверхности на верхнем и на нижнем по одной рабочей поверхности. Каждая рабочая поверхность разбита на N дорожек, дорожки расположены друг, под другом образуя соответственно N цилиндров. Каждая дорожка пронумерована от края диска «0» к центру «N-1».

Их N цилиндров M являются резервными N-M основными. Дорожки резервных цилиндров пользователем недоступны. Системные средства обеспечивают замену дефектных дорожек на дорожки с резервного цилиндра. Запись и считывание информации в Н.М.Д. производит механизм доступа, состоящий из держателей магнитных головок (блок магнитных головок).

Количество магнитных головок равно числу рабочих поверхностей на пакете дисков. Держатели магнитных головок объединены в единый блок таким образом, чтобы обеспечить их синхронные перемещения, вдоль всех цилиндров фиксируя блок механизма доступа на какой-либо из цилиндров с помощью только электрического переключателя головок. Можно сделать переход с одной дорожки на другую данного цилиндра.

Дорожки в цилиндре нумеруются, начиная с верхних. Как правило, обращение к дорожкам как происходит с нулевой по последнюю одного цилиндра, потом с нулевой дорожки следующего цилиндра любая операция чтения (записи) информации с (на) магнитного диска состоит из трёх этапов.

1)происходит механический подвод магнитной головки к дорожке содержащие требуемые данные.

2)обеспечивается ожидание момента, пока требуемая запись не окажется в зоне магнитной головки

3)осуществляется собственно процесс обмена информации между ЭВМ и магнитными дисками

Адрес информационного блока МД состоит из номера дорожки и номера блока на дорожке. Начало и конец блока распознаются по промежуткам между блоками, начала и конца дорожки – оптическим (для смещённых МД) или магнитным (для постоянных МД) датчиком угла поворота оси пакета МД.

Размер блока не может быть больше длины дорожки МД.

Сообщения по поводу длины блока отмечены выше по поводу МЛ сохраняются свою силу для МД, однако здесь возникают и некоторые дополнительные сложности использования блоков фиксированной длины на МЛ не даётся не каких преимуществ в то время как на НМД использование блоков фиксированной длины позволяет использовать датчик угла поворота как дополнительный идентификатор конца блока что увеличивает КПД использования магнитного диска.

Особенности и характеристики НМД для ПК.

Различают магнитные диски: жесткие (НЖМД, FDD, флоппи) HDD более скоростные, чем FDD.

Винчестер – накопитель на не съемном пакете магнитных дисках создан в 1973 г. все магнитные диски не могут изыматься из HDD, и заменится на аналогичные.

Флоппи накопители на съёмном гибком магнитном диске (флоппи). Флоппи – диск имеет пластиковую основу и находится в пластиковом кожухе. Флоппи – диск вставляется в FDD вместе с кожухом и вращается внутри кожуха со скоростью 300 бит/мин.

В

4

5

ПК используется 2 типа размера FDD 5,25(дискеты с гибким пластиковым кожухом) и 3,5(дискеты с жёстким пластиковым кожухом). Магнитная поверхность разбита на дорожки которые нумеруются с 0-й (максимальный радиус) также поверхность делится на сектора обычно по 512 байт каждый сектор нумеруется с 1-го физического адреса сектора складывается из № поверхности, № дорожки, № сектора, таким образом, оббьем дискеты равен V=P*S*D*512 (байт) где V – информационный оббьем, P – количество поверхностей дискеты, D – количество дорожек на поверхности, S – количество сектора на дорожке

1

2

3

6

7

8

0-я дорожка

39-я дорожка

Формирование дискет производится при инициализации дискеты производителем или пользователем с помощью утилит ОС.

Кластер – минимальный размер места на диске, который может быть выделен файловой системой для хранения. Определяется он, как правило, автоматически при формирования винчестера.

Небольшое исключение для системного раздела: если он меньше 2048 Мбит, то размер кластера всего 512 байт.

Узнать размер кластера можно несколькими способами.

П ример: в Windows 2000 можно зайти в Administrative tools Computer Management Storage Disk Defragmenter. Выбрать нужный диск и нажать на Analyze через несколько секунд появится таблица с тремя кнопками. Нажмите на View Report, запустится окно с информацией о нужном диске.

Размер кластера можно узнать в ручную при формировании «Format d: /a:size».

Где size – размер кластера в байтах, однако есть несколько правил

1)размер кластера должен быть кратным размеру физического сектора то есть 512 байт в подавляющем большинстве случаев.

2)есть ограничение по количеству кластеров на раздел V=L*H*S*512

Организация внешней памяти на НЖМД.

Из оперативной памяти на жёсткий диск информация передается байтами и записывается на диск и считывается с него последовательно – побитно.

Из-за того что запись и считывание бита данных не является абсолютно надёжными операциями информация перед записью кодирования что позволяет не только находит ошибки но и автоматически исправлять их. В ходе обработки данных быстро вращающийся диск успевает провернуться на некоторый угол, поэтому данные располагаются блоками. Блоки данных называются секторами.

За счёт того что при вращении диска магнитная головка фиксируется на некоторое время в определённое положение блок данных в этом положении называют секторами.

Дорожки одинакового радиуса образуют цилиндр.

Современные жёсткие диски могут иметь по несколько десятков тысяч цилиндров.

Адрес конкретного блока указывается с помощью 3-х координат. Цилиндр «С» головка «H» сектор «S». Второй способ адресации блоков данных основывается на том, что все блоки секторы пронумерованы.