Стратегии управления:

FIFO(FCFS) - самая простая.

SSTF (shortest seek time the first) - выбираем из очереди запрос с минимальным временем поиска дорожки. «Любит» средние дорожки.

SCAN (сканирование) - выбираем из очереди запрос с минимальным временем поиска дорожки в преимущественном направлении. Хорошая, часто используется на практике.

N-step SCAN (N-шаговое сканирование) – как в SCAN, но новые попутные запросы игнорируются. Маленькая дисперсия времен ответа!

C-SCAN (circle SCAN) – запросы обслуживаются только при движении к центру, обратно «рывком» на крайнюю дорожку. Очень маленькая дисперсия времен ответа!

Эшенбаха – как в C-SCAN, но добавлена оптимизация по секторам.

SLTF (shortest latency time the first) – как в SSTF но добавлена оптимизация по секторам. Близка к теоретически оптимальной, простая.

№35.Пути повышения производительности дисковых накопителей. RAID0, RAID1

Raid 0 («Striping») — дисковый массив из двух или более дисков с отсутствием избыточности. Информация разбивается на блоки данных (Ai) и записывается на оба/несколько дисков одновременно.

( +): За счёт этого существенно повышается производительность (от количества дисков зависит кратность увеличения производительности).

(+): RAID 0 может быть реализован как программно, так и аппаратно.

(−): Страдает надёжность всего массива (при выходе из строя любого из входящих в RAID 0 винчестеров полностью и безвозвратно пропадает вся информация). Надёжность массива RAID 0 ниже надёжности любого из дисков, т.к. она равна произведению вероятностей безотказной работы составляющих его дисков, каждая из которых меньше единицы.

RAID 1

R AID 1 (Mirroring — «зеркалирование»).

(+): Обеспечивает приемлемую скорость записи и выигрыш по скорости чтения при распараллеливании запросов.

(+): Имеет высокую надёжность — работает до тех пор, пока функционирует хотя бы один диск в массиве.

(-): Недостаток заключается в том, что приходится выплачивать стоимость двух жёстких дисков, получая полезный объем одного.

Вероятность выхода из строя сразу двух дисков ниже. Достоинство такого подхода — поддержание постоянной надёжности.

Зеркало на многих дисках — RAID 1+0. При использовании такого уровня зеркальные пары дисков выстраиваются в «цепочку», поэтому объём полученного тома может превосходить ёмкость одного жёсткого диска.

№36.Пути повышения производительности дисковых накопителей. Raid5, raid6.

R AID 5

В RAID 5 данные и контрольные суммы записываются на все диски массива. Экономичен, получаем защиту от выхода из строя любого из винчестеров тома. На запись информации на том RAID 5 тратятся дополнительные ресурсы, так как требуются дополнительные вычисления, зато при чтении имеется выигрыш, потоки данных с нескольких накопителей массива распараллеливаются. Недостатки RAID 5 - при выходе из строя одного из дисков — весь том переходит в “критический режим,, резко падает производительность. Если во время восстановления массива, вызванного выходом из строя одного диска, выйдет из строя второй диск — данные в массиве разрушаются. Минимальное количество используемых дисков равно трём.

RAID 6

R AID 6 (Advanced Data Guarding) — похож на RAID 5,

но имеет более высокую степень надежности — под контрольные суммы выделяется емкость 2-х дисков, рассчитываются 2 суммы по разным алгоритмам. Требует более серьезный процессор контроллера — сложная материнская плата. Обеспечивает работоспособность после «смерти» одновременно 2-х дисков. Для организации массива требуется минимум 4 диска.

№37.Пути повышения производительности дисковых накопителей. RAID7, MATRIX RAID.

RAID 7

RAID 7 — зарегистрированная марка компании Storage Computer Corporation. Структура массива такова: на n − 1 дисках хранятся данные, один диск используется для складирования блоков четности. Но добавилось несколько важных деталей, призванных ликвидировать главный недостаток массивов такого типа: кэш данных и быстрый контроллер, обрабатывающий запросы. Это позволило снизить количество обращений к дискам для вычисления контрольной суммы данных. В результате удалось значительно повысить скорость обработки данных (в пять и более раз).

П рибавились и новые недостатки: очень высокая стоимость реализации такого массива, сложность его обслуживания, необходимость в ИБП для предотвращения потери данных в кэш-памяти при перебоях питания.

MATRIX RAID

Matrix RAID — это технология Intel. Не является новым

уровнем RAID. Позволяет, используя лишь 2 диска, организовать одновременно один или несколько массивов уровня RAID 1 и один или несколько массивов

уровня RAID 0. Это позволяет обеспечить для одних данных повышенную надёжность, а для других высокую скорость доступа.

Пример использования:

Имеются в наличии два диска по 160 Гбайт. Каждый диск разбивается на тома по 60 и по 100 Гбайт, затем 100-гигабайтные тома объединяются в скоростной массив RAID 0, а 60-гигабайтные — в массив повышенной надежности RAID 1. В массиве RAID 1 можно разместить операционную систему, а файл подкачки в массиве RAID 0. В результате получается сочетание повышенной производительности и надежности.

№38.Параллельные асинхронные процессы. Проблемы управления.

Процесс - абстрактное понятие, относящееся к программе. Часто процессом называют программу и все её элементы: адресное пространство, глобальные переменные , регистры, стек, счетчик команд, состояние, открытые файлы, дочерние процессы и т. д

Параллельные процессы - выполняющиеся вместе процессы.

Асинхронные параллельные процессы - строго независимые процессы, поэтому возникает необходимость в их синхронизации.

№39.Программное решение задачи взаимного исключения.

Задача: создать механизм взаимоисключений для следующих ограничений:

- на машине нет специальных команд взаимоисключение;

- скорости ассинхронных процессов заранее неизвестны;

- процессы, находящиеся вне критических участков, не должны мешать другим процессам входить в их собственные критические участки;

- не должно быть бесконечного откладывания момента входа процесса в критическую область.

Алгоритм Деккера (первый вариант).

Преимущества метода: просто реализуется взаимоисключение

Недостатки метода: сначала должен реализоваться процесс 1

- возможно только поочередное вхождение процессов в критические области

- если один процесс обращается в критическую область больше, чем другой, то это невозможно

Алгоритм Деккера (второй вариант)

П реимущества метода: не надо процессам чередоваться.

Недостатки метода: после условия и перед присвоением значения перменной PR?WNYTRI возможен вход в критическую область обоих процессов.

Алгоритм Деккера (третий вариант, усовершенствование второго).

Преимущества метода: оба процесса одновременно не могут войти в критическую область.

Недостатки метода: возможен тупик (бесконечное ожидание), если оба процесса установят переменные одновременно.

№40.Способы синхронизации процессов.

Синхронизация - процесс обмена сообщениями между процессами для исключения гонок и тупиков. Синхронизация необходима процессам для организации совместного использования ресурсов, таких как файлы или устройства, а также для обмена данными.

Способы: Критические секции, Семафоры, Мьютексы, События, Таймеры.

№42.Межпроцесная коммуникация. Разделяемая память, сообщения.

Межпроцессорные коммуникации: Разделяемая память, Семафоры, Очереди сообщений, Программные каналы, Программные гнезд, Потоки