книги из ГПНТБ / Левковиц, Д. Структуры информационных массивов оперативных систем

4) механизмы

программного обеспечения системы

по­

иска в реальном масштабе времени

(рис. 1-3).

К а ж д а я из систем предполагает существование

про­

грамм

Генерации

файлов (2.1—2.4)

и их

Исполнителя

1.1. Н а

рисунках

иллюстрируется

элементная природа

каждого блока и

функциональная

независимость, прису­

пользователя

^

-ь

e r ?

Fi — * • и

5

-*— h

•

-

Рис. 1-4. Основная система поиска.

справочников,

Интерпретатор

запросов

и др.,

можно опи­

детально отобразить

их внутреннюю

структуру.

И з о б р а ж е н н а я

на

рис. 1-4 основная система

поиска

состоит только из блоков 4.2 и 5, Супервизора

файлов

и

Декодера

справочников.

Более

того,

она

м о ж е т

только

отыскивать записи в ЗУ.ПД

без их обновления. Обновле­

ние и

обслуживание

всех

файлов

выполняется

пакетно

программами

2.1—2.4.

Эти программы

записываются

в виде

подпрограмм,

в ы з ы в а е м ы х

основной

компилиру­

ющей

программой,

написанной

пользователем

(как

это

делается в

языках

Ф О Р Т Р А Н

или

К О Б О Л ) .

Я з ы к запросов является частью основной программы

Пользователя.

Поисковые

ключи

передаются

Декодеру

справочников

с помощью

операнда,

записанного

в

опе­

раторе в ы з о в а подпрограммы . Декодер

(F2)

работает,

используя

оператор произвольного

доступа

к

компилято-

Е щ е одна модификация, показанная

на

рис.

1-6,

включает Программу

В-В (6)

с З У П Д (Ts), т а к что

мож ­

но обслуживать несколько терминалов .

Эта

модифика ­

ция может т а к ж е

включать

в себя

библиотеку

при-

кладных

программ

(блок 7 и F7)

и использовать

Тран­

зитный

файл

(Fe)

д л я дополнительной обработки.

Мно­

гие системы хранения и поиска

информации

подобны

рассмотренной

системе, так как р а б о т а с распределением

времени

является

.максимальным

требованием,

предъяв ­

л я е м ы м

к этой системе. Д л я этого

необходим более

мощ­

ный

вид

характеристики доступа

к которым

показан на

рис.

2-1.

Н а этом ж е рисунке д л я

сравнения

приведены

магнитной ленте

и оперативной

памяти. Ш к а л а

по оси

времени здесь не

в ы д е р ж а н а , но

приближенно ее

можно

довательных обращений

и л е ж и т в диапазоне 1 —

10 мксек. Характеристика

времени доступа к магнитной

байтов

или 3—4 млн. слов.) Д л я

лентопротяжного меха­

низма со скоростью 90 килобайт/сек

наклон этой

прямой

составляет обычно

около Ю - 5 сек/байт.

Отличие

З У П Д

состоит

в том, что

линейные участки его

характеристики

доступа

разделены

вертикальными скачками,

количества

и высота которых

определяются

механической

конструк­

цией устройства. По существу,

З У П Д можно

классифи­

цировать в зависимости от числа

и высоты этих изломов

характеристик (табл. 2-1). Д л я

З У П Д необходимо

т а к ж е

3—88

33

Т а б л и ц а

2-1

Классификация запоминающих устройств прямого доступа

Количество

.

Примерная

изломов

Наклон

линейной

высота изло­

Тип

устройства

характерис­

часто,

сх/байт

ма, мсек

тики

0

—

3 , 2 - Ю - 6 — 1 0 - 1 0 - °

Диски с

фиксированными

головками ила барабан

3

50

3 , 2 - Ю - 6 — 1 0 - Ю - 6

Диски с

подвижными

150

головками

50

120

180

9*

100

2-10-*

Магнитные карты и

Cell,

175

полоски (IBM Data

500

RCA Mass Storage, NCR

95

cram)

175

250

350

375

400

450

550

600

мяти на

магнитной ленте в отличие от З У П Д

не преду­

смотрено

произвольного доступа к информации . Вся ин­

ф о р м а ц и я просматривается подряд от начала

катушки

независимо от того, нужна ли она д л я работы

машины .

но 5 мин, то среднее время поиска

записи, расположен ­

ной в произвольном месте на

ленте,

составляет

пример­

но д в е с половиной минуты,

если

начинать от

начала

ленты, и одну треть от 5 мин,

т. е. 12/,ч мин, если начинать

м е ж д у адресами равен 360°, максимальное

время

досту­

па

равно R,

а среднее время

доступа равно

R/2.

В а ж н ы м и временными

характеристиками

этого

клас ­

са

устройств

являются:

1)

время з а д е р ж к и

(latency),

т. е. время, прошедшее с момента выдачи

процессором

команды, инициирующей

ввод-вывод, до того

момента,

считывающую

(записывающую) головку и

электронное

оборудование готово к передаче; и 2) время

пересылки

(record

transmission),

т. е.

время, необходимое дл я пе­

редачи

записи.

Время

за­

д е р ж к и

определяется

фор­

мулами

(2-1) и (2-2), а вре­

мя

пересылки

есть

просто

отношение числа пересылае­

мых символов к скорости пе­

редачи

данного

устройства,

измеряемой в символах (или

байтах) в секунду. Если си­

стема

пересылает всегда

це­

ликом всю дорожку, то вре­

Рнс. 2-3. Диск с

подвижными

мя

пересылки

равно Д.

Н а

рис. 2-3

и з о б р а ж е н а

головками.

механическая

конструкция

диска

с

подвижной головкой

(movable head

disk;

disk

pack).

К а к видно из

рисунка,

требуемое положение

го­

ности и вращения диска. Поэтому поиск

осуществляется

в дв а этапа: сначала головка, двигаясь

поступательно,

зован та к же , как в З У на дисках

с фиксированными го­

ловками, но только на

одну д о р о ж к у

данного

радиуса

на к а ж д о й поверхности

набора дисков. Совокупность до­

рожек, доступных дл я

считывания

(записи) при

данном

положении головок, образует цилиндр

(см. рис. 2-3). Д л я

печивает как грубую, так й точную регулировку

положе­

ния

головки. Если достаточно только

точной регулиров­

ки,

время

установления рычага

составляет

примерно

50

млсек,

а когда требуется и грубая

регулировка, это

время равно 120 или 180 млсек*.

Эти

значения

соответ­

ствуют высоте изломов на рис. 2-1, они д а н ы

в табл . 2-1.

Р а д и а л ь н о е перемещение

головки

при точной

регулиров­

ке составляет около

10 д о р о ж е к

(т. е. 10

последователь­

ных концентрических

цилиндров) . Среднее время уста-

новления

головки

в

устройстве этого типа за­

висит

при данной

разно­

сти адресов

от типа

регу­

лировок. Поэтому это вре­

мя не поддается

прямому

вычислению. Д л я

практи­

ческих целей молено счи­

тать, что

оно

составляет

около

100

млсек**.

Рисунок 2-4 поясняет

принцип

работы

накопи­

теля на магнитных

полос-

1 1

ках

(картах)

(Data

Cell)

Pue. 2-4. ЗУПД на магнитных

по- фирмы

I B M .

Н а

нем

лоска.х.

показаны

три

вида

дви­

жений,

соответствующих

и з л о м а м в характеристике времени доступа,

у к а з а н н ы х

на рис. 2-1 и в табл .

2-1. Это устройство

имеет

10

коро­

полосках (Data Cells).

Накопители могут в р а щ а т ь с я на

валу в любую сторону

подобно карусели . Это движение

изломов характеристики

колеблются

от 250 до 600

млсек.

В устройстве

имеется

б а р а б а н ,

который

т а к ж е

может

в р а щ а т ь с я

в любую

сторону. Когда

под б а р а б а н о м ока­

зывается один из таких

накопителей, из него

извлекается

магнитная

полоска, покрытая

ферромагнитным

слоем,

размером І'ЗХ'2 дюйм2±

1/4x0,005

дюйм2,

и

размеща ­

ется на барабане .

Это

движение

помечено

цифрой 2

и по времени

равно

175 млсек.

Наконец,

считывающие

устройства, так ж е как и дл я диска

с подвижной

голов­

кой, вводится понятие цилиндра

как отрезка

памяти,

предшествующего первому излому

характеристики (т. е.

такого отрезка, что дл я доступа к нему требуется

только

вращение б а р а б а н а ) . Так как всего имеется 20 головок,

то цилиндр в этом

накопителе содержит 20 дорожек (ци­

линдр в ЗУ

на дисках I B M 1301

содержит

40 дорожек,

а в пакете

дисков

I B M 2311 —10

д о р о ж е к ) .

Головки на­

цилиндров (на полоску)

(ЗУ на дисках

I B M 1301 имеет

250 цилиндров, а I B M 2311—200 цилиндров) . Время пол­

ного оборота б а р а б а н а

R составляет 50

млсек.

выше

рабочих

характеристиках

этих

устройств.

В табл .

2-2 приведены наиболее употребительные вре­

ванной головкой, дл я которых

R л е ж и т

в пределах 60—

17 млсек.

Т а б л и ц а. 2-2

Типичные

временные

параметры

запоминающих

устройств

прямого

доступа (Я=25-н50

млсек)

Тип

устройств!

Период

Время

Среднее время

вращения

задержки

установления

головки, млс.тс

Фиксированные головки

R

R/2

0

Подвижные

головки

R

R/2

85

Магнитные

полоски и

R

R/2

400

карты