Подсистема ввода-вывода ОС. Буферизация обмена данными между внешней и основной памятью. Дисковый (системный) кэш.

Подсистема ввода-вывода ОС

Подсистема управления вводом/ выводом позволяет процессам поддерживать связь с периферийными устройствами. Периферийные устройства — это терминалы, принтеры, сети. Драйверы — модули ядра, которые управляют устройствами.Каждому устройству соответствует один драйвер. Вероятна ситуация, когда для однотипных устройств употребляются различные драйверы.

Стадии конфигурации драйвера:1.при подключении модуля 2. для plug-and-play устройств

При воззвании Подсистема ввода-вывода ОС. Буферизация обмена данными между внешней и основной памятью. Дисковый (системный) кэш. к жёсткому диску ядро глядит тип устройства (оно содержится в названии файла).

Существует два вида устройств:1. символьные 2.блочные

Соответственно бывают блочные и символьные файлы. /dev/ — каталог, в каком они хранятся.

Для работы с блочными употребляются команды open, close, read, write. А для работы с символьными ioctl (для вызова). Создаются Подсистема ввода-вывода ОС. Буферизация обмена данными между внешней и основной памятью. Дисковый (системный) кэш. файлы командой mknod:

mknod имя_файла тип ст. № устр-ва мл. № устр-ва

Старший номер устройства — это тип устройства, который указывается в таблице ключей, а младший номер — это номер устройства данного типа.

Появление прерывания вдохновляет ядро запускать программку обработки прерывания для данного типа устройств (тип устройства определяется по вектору Подсистема ввода-вывода ОС. Буферизация обмена данными между внешней и основной памятью. Дисковый (системный) кэш.), передавая ей номер устройства.

Буферизация обмена данными меж наружной и основной памятью

Обычным методом понижения затратных расходов при выполнении обменов с устройствами наружной памяти, имеющими блочную структуру, является буферизация блочного ввода/вывода. Это значит, что хоть какой блок устройства наружной памяти считывается сначала в некий буфер области основной памяти, именуемой Подсистема ввода-вывода ОС. Буферизация обмена данными между внешней и основной памятью. Дисковый (системный) кэш. в ОС UNIX системным кэшем, и уже оттуда на сто процентов либо отчасти (зависимо от вида обмена) копируется в соответственное пользовательское место.

Принципами организации обычного механизма буферизации является, во-1-х, то, что копия содержимого блока удерживается в системном буфере до того времени, пока не возникнет необходимость ее замещения Подсистема ввода-вывода ОС. Буферизация обмена данными между внешней и основной памятью. Дисковый (системный) кэш. из-за нехватки буферов. Во-2-х, при выполнении записи хоть какого блока устройства наружной памяти реально производится только обновление (либо образование и заполнение) буфера кэша. Действительный обмен с устройством производится или при выталкивании буфера вследствие замещения его содержимого, или при выполнении специального системного вызова sync (либо fsync), поддерживаемого специально Подсистема ввода-вывода ОС. Буферизация обмена данными между внешней и основной памятью. Дисковый (системный) кэш. для насильного выталкивания во внешнюю память освеженных буферов кэша.

Эта обычная схема буферизации вошла в противоречие с развитыми в современных вариантах ОС UNIX средствами управления виртуальной памятью.

Сущность новейшей схемы заключается в том, что на уровне ядра практически воспроизводится механизм отображения файлов в сегменты виртуальной памяти.

Новенькая схема буферизации в Подсистема ввода-вывода ОС. Буферизация обмена данными между внешней и основной памятью. Дисковый (системный) кэш. ядре ОС UNIX приемущественно основывается на том, что для организации буферизации можно не делать практически ничего специального. Когда один из пользовательских процессов открывает не открытый ранее времени файл, ядро образует новый сектор и подключает к этому сектору открываемый файл. После чего (независимо от того, будет ли пользовательский процесс работать с файлом Подсистема ввода-вывода ОС. Буферизация обмена данными между внешней и основной памятью. Дисковый (системный) кэш. в классическом режиме с внедрением системных вызовов read и write либо подключит файл к сектору собственной виртуальной памяти) на уровне ядра работа будет выполняться с тем ядерным сектором, к которому подключен файл на уровне ядра. Основная мысль нового подхода заключается в том, что устраняется разрыв меж управлением виртуальной Подсистема ввода-вывода ОС. Буферизация обмена данными между внешней и основной памятью. Дисковый (системный) кэш. памятью и общесистемной буферизацией.

Почему же нельзя отрешиться от старенького механизма буферизации? Все дело в том, что новенькая схема подразумевает наличие некой непрерывной адресации снутри объекта наружной памяти (должен существовать изоморфизм меж отображаемым и отображенным объектами). Но, при организации файловых систем ОС UNIX довольно трудно распределяет внешнюю Подсистема ввода-вывода ОС. Буферизация обмена данными между внешней и основной памятью. Дисковый (системный) кэш. память, что в особенности относится к i-узлам. Потому некие блоки наружной памяти приходится считать изолированными, и для их оказывается прибыльнее использовать старенькую схему буферизации.

Дисковый кэш

Кэширование либо, поточнее, буферизация данных при работе с диском имеет смысл и в почти всех случаях может приводить к значительному увеличению производительности системы.

Отложенная Подсистема ввода-вывода ОС. Буферизация обмена данными между внешней и основной памятью. Дисковый (системный) кэш. запись. Само по себе откладывание записи не увеличивает скорости обмена с диском, но позволяет более умеренно распределить загрузку канала.

Группировка запросов на запись. Система имеет пул буферов отложенной записи, который и именуется дисковым кэшем. При поступлении запроса на запись, система выделяет буфер из этого пула и ставит его в очередь к драйверу. Если Подсистема ввода-вывода ОС. Буферизация обмена данными между внешней и основной памятью. Дисковый (системный) кэш. за время нахождения буфера в очереди в то же место на диске будет произведена еще одна запись, система может дописать данные в имеющийся буфер заместо установки в очередь второго запроса

Фактически кэширование. После того как драйвер выполнил запрос, буфер не сходу употребляется повторно, потому какое-то время он содержит копию записанных Подсистема ввода-вывода ОС. Буферизация обмена данными между внешней и основной памятью. Дисковый (системный) кэш. либо прочитанных данных. Если за этот период времени произойдет воззвание на чтение соответственной области диска, система может дать содержимое буфера заместо физического чтения.

Опережающее считывание. При поочередном воззвании к данным чтение из какого-нибудь блока существенно увеличивает возможность того, что последующий блок также будет считан.

Сортировка запросов Подсистема ввода-вывода ОС. Буферизация обмена данными между внешней и основной памятью. Дисковый (системный) кэш. по номеру блока на диске. По идее, такая сортировка должна приводить к уменьшению времени позиционирования головок чтения/записи. Не считая того, если очередь запросов будет отсортирована, это облегчит работу методам кэширования, которые создают поиск буферов по номеру блока.

Кэширование существенно увеличивает производительность дисковой подсистемы, но делает ряд заморочек, при этом некие Подсистема ввода-вывода ОС. Буферизация обмена данными между внешней и основной памятью. Дисковый (системный) кэш. из их достаточно противного характеристики.

1-ая из заморочек - та же, что и у отложенной записи вообщем. При использовании отложенной записи программка не знает, удачно ли закончилась физическая запись. Но многие современные файловые системы поддерживают так именуемый hotfixing (жаркую починку) - механизм, обеспечивающий динамическую подмену "нехороших" логических блоков на "отличные", что в значимой Подсистема ввода-вывода ОС. Буферизация обмена данными между внешней и основной памятью. Дисковый (системный) кэш. мере компенсирует эту делему.

2-ая неувязка: если в промежутке меж запросом и физической записью произойдет сбой всей системы, то данные будут потеряны. К примеру, юзер сохраняет отредактированный файл и, не дождавшись окончания физической записи, выключает питание - содержимое файла оказывается потеряно либо повреждено. Другая ситуация, до боли знакомая всем юзерам DOS Подсистема ввода-вывода ОС. Буферизация обмена данными между внешней и основной памятью. Дисковый (системный) кэш./Windows 3.x/Windows 95: юзер сохраняет файл, и в это время система зависает - итог тот же. Аналогичного результата можно достигнуть, не впору достав дискету либо другой удаляемый носитель из дисковода.

3-я неувязка, связанная с дисковым кэшем - это выделение памяти под него. Уменьшение кэша приводит к понижению производительности дисковой подсистемы, повышение Подсистема ввода-вывода ОС. Буферизация обмена данными между внешней и основной памятью. Дисковый (системный) кэш. же кэша отбирает память у пользовательских программ. Таким макаром, задачка подбора рационального размера кэша является задачей нелинейной оптимизации


podvedenie-itogov-i-zakritie.html
podvedenie-itogov-igri.html
podvedenie-itogov-konferencii-29-marta-v-1700-na-dne-istorika-v-aktovom-zale-kataeva-9.html