ВУЗ:
Составители:
Виртуальная организация наборов данных предполагает разбиение набора на блоки данных размером в один странич-
ный кадр. На носителе данных набор хранится в виде страниц того же размера. В каждой странице размещается один блок
набора данных с виртуальной организацией.
5.3. ОБЪЕДИНЕНИЕ ЗАПИСЕЙ В БЛОКИ И БУФЕРИЗАЦИЯ
Для сглаживания эффекта несоответствия скоростей между внутренними и внешними процессами в системах управле-
ния вводом-выводом применяют три основных метода: синхронизация по прерываниям ввода-вывода; буферизация ввода-
вывода; блокирование данных.
Буферизация ввода-вывода основана на размещении между внешним и внутренним процессами одного или нескольких
буферов, роль которых выполняют, как правило, непрерывные области первичной памяти.
Буфер является критическим ресурсом для связанных с ним внутренних и внешних процессов (рис. 5.6). Введение бу-
феров как средства информационного взаимодействия выдвинуло задачу управления буферами, которая решается средства-
ми супервизора ввода-вывода. На супервизор ввода-вывода возлагаются функции по выделению и уничтожению буферов в
первичной памяти, синхронизации обращения к буферам внутренних и внешних процессов, устранения одновременного об-
ращения к буферу этих процессов и т.п.
Первичная память
Внешний
процесс
Внутренний
процесс
Буфер
Рис. 5.6. Буферизация ввода-вывода
При решении задачи буферизации важным является определение количества буферов, закрепляемых за отдельным ка-
налом или устройством, а также размер области первичной памяти, отводимой под каждый буфер.
Важным фактором при управлении буферами является также оперативность обновления информации в буфере. Не все-
гда является необходимым стремление наиболее быстрой передачи данных из заполненного буфера внешнему процессу.
Иногда такую передачу целесообразно задержать на достаточно длительный интервал времени, поскольку хранимые в буфе-
ре данные могут понадобиться внутреннему процессу. В этом случае буфер ввода-вывода превращается в программный ана-
лог кэш-памяти при работе с внешними устройствами. Задержка информации в буфере предполагает возможность обращения
к ней со стороны программных (внутренних) процессов. Если бы эта информация была "сброшена" на внешнее запоминающее
устройство сразу по мере заполнения буфера, то повторное обращение к ней со стороны внутреннего процесса потребовало бы
обращение к этому устройству с операцией чтения данных. Оперативность в этом случае была бы существенно ниже, чем в
случае использования программной кэш-памяти.
Блокирование данных – это операция объединения порций данных, которыми оперирует внутренний процесс (логиче-
ские записи), в более крупные образования – блоки логических записей. Такие блоки логических записей называются физи-
ческими записями. Физическая запись является единицей обмена данными между первичной памятью и внешним устройст-
вом. Каждая физическая запись (блок) представляется на внешнем устройстве непрерывной областью. Чем больше длина
блока, тем меньше непроизводительных затрат времени на выполнение операций ввода-вывода больших массивов данных и
тем большее время канал работает автономно от центрального процессора. Однако с увеличением количества логических
записей в блоке возрастают затраты времени на выполнение дополнительных операций по блокированию данных (при выво-
де) и деблокированию данных (при вводе). Кроме того, при этом возрастают требования к объему необходимой для реализа-
ции этих операций первичной памяти.
С другой стороны, длинные блоки "выгодны" для хранения на внешних запоминающих устройствах, так как количество
памяти, отводимое для фиксации межблочных промежутков, в этом случае меньше, чем для коротких блоков (при одном и
том же количестве хранимых полезных данных).
Противоречивые требования к длине физических записей делают проблематичным однозначный выбор длины блока
при организации обмена данными между первичной памятью и внешним устройством. Поэтому в операционных системах
решение этой проблемы нашли в следующем. В некоторых ОС, например, в MS DOS, Windows, Unix, размер блока опреде-
ляется исходя из технических характеристик внешнего запоминающего устройства и контроллеров ввода-вывода. В других
операционных системах определение параметров блокирования данных может быть возложено на программиста.
5.4. УПРАВЛЕНИЕ ФАЙЛАМИ
5.4.1. Понятие файлового способа хранения данных и файловой системы
С появлением в составе ЭВМ внешних запоминающих устройств, способных хранить огромные массивы информации в
течение длительного времени, привело к необходимости разработки такого способа хранения и управления данными, при
котором затраты на доступ к информации со стороны разработчиков прикладных систем и программ были бы сведены к ми-
нимуму.
В многопользовательских вычислительных системах вторичная (внешняя) память должна быть так же разделяема меж-
ду пользователями, как и первичная. Такое разделение в современных операционных системах обеспечивается с использова-
нием файлового способа хранения данных.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 51
- 52
- 53
- 54
- 55
- …
- следующая ›
- последняя »
