اصول و مفاهیم سیستم عامل )ترم مهر 95(

Transcrição

1 دانشگاه صنعتی امیرکبیر )پلی تکنیک دانشکدۀ مهندسی کامپیتر فنآری اطالعات تهران( اصل مفاهیم سیستم عامل )ترم مهر 95( فصل هفتم: حافظۀ جانبی سیستم فایل نسته طاهری جان

2 اصل مفاهیم سیستم عامل سیستم فایل دالیل نیاز به حافظۀ جانبی حافظۀ اصلی حجم محددی دارد. )نمی تان تمام اطالعات را بر ری آن نگهداری کرد( بسیاری از اطالعات باید پس از خامش کردن سیستم قطع برق باقی بمانند. )حافظۀ اصلی این خاصیت را ندارد.( سیستم عامل داده ها را در قالب فایل ها بر ری حافظۀ جانبی )مانند دیسک( ذخیره می کند. بخشی از سیستم عامل که با فایل ها سر کار دارد سیستم فایل نام دارد. 2 nasth@aut.ac.ir

3 حافظۀ جانبی اناع حافظۀ کامپیتری های در سیستم رایج جانبی مغناطیسی نار دیسک مغناطیسی نری دیسک فلش حافظۀ SSD حافظۀ... 3 nasth@aut.ac.ir

4 دسترسی به داده دسترسی ترتیبی دارد. بستگی آن مکان به داده به دسترسی زمان مغناطیسی. نار مانند دسترسی تصادفی( )یا مستقیم مکان از مستقل داده یک به دسترسی تاخیر است. آن ذخیره سازی RAM مانند 4 nasth@aut.ac.ir

5 دیسک مغناطیسی یکی سیستم های کامپیتری دارد( هر بر دیسک ری سطح هد مغناطیسی هر صفحه تاند می هر صفحه بیرنی به هر شیار بر یک دیسک مغناطیسی از ه د از رایج ترین رسانه های ذخیره سازی در است. )که امرزه قیمت سرعت متعادلی تعدادی صفحۀ ری صفحه حرکت دایره به ظیفۀ خاندن های ترین شیار شیار صفر قسمت تعداد سکترها شیارهای در هم شعاع های کند. مدر متحدالمرکزی است. مسای همۀ شیارها بر به یکسان ری صفحات نام سکتر است. مختلف تشکیل نشتن به را شده بر نام شیار تقسیم تشکیل شده یک عهده است. تقسیم است. سیلندر دارد. شده می است. دهند. 5 nasth@aut.ac.ir

6 دیسک مغناطیسی دیسک درن فضای 6 nasth@aut.ac.ir

7 دیسک مغناطیسی مثال: چند تعداد صفحات سکترهای هر چقدر است دیسکی 16 عدد تعداد شیارها شیار 64 عدد اندازۀ هر سکتر در هر صفحه 2048 عدد تعداد 512 بایت است. گنجایش دیسک یک گیگا بایت در دیسکی دارد آن سیلندر هر که صفحه با سکتر چند شیار هر دارد سکتر nasth@aut.ac.ir

8 مدت زمان دسترسی به دیسک بخش اصلی تشکیل شده است زمان جستج دیسک مغناطیسی (Seek Time).1 زمان برای نیاز مرد زمان تاخیر چرخشی بازی انتقال برای هد هر به شیار بار )سیلندر( (Rtatin Latency).2 زمان 3. مرد زمان انتقال نیاز زمان جابجایی برای چرخش اطالعات )بستگی بر هد )تا دیسک به سرعت چرخش خاندن مرد ری سکتر دیسک نظر مرد دارد.( نظر نشتن قرار از گیرد.( سه دیسک مغناطیسی )در کنار سایر رسانه های ذخیره سازی( در درس اطالعات«به صرت پارامتریک با جزئیات کامل بررسی می شد. بازیابی»ذخیره 8 nasth@aut.ac.ir

9 زمانبندی در دیسک زمانبندی های الگریتم دیسک الگریتم هایی برای مختلف دیسک. شیارها به دسترسی های درخاست به پاسخگیی )سیلندرها(ی FCFS الگریتم ترتیب به ها درخاست ردشان سریس گیرند. می مثال: فرض کنید یک دیسک با 100 شیار در اختیار داریم. درخاست های ارده ترتیب برای شیارهای آمده اند. اگر در ابتدای کار هد ری شیار 10 باشد با الگریتم FCFS هد جمعا چند شیار را پیمایش می کند =334 به بر 9 nasth@aut.ac.ir

10 زمانبندی در دیسک SSTF(Shrtest Seek Time First) الگریتم در این رش درخاستی برای سریس دادن انتخاب می شد حرکت هد پاسخ داد. حداقل با را آن بتان که مجب است ممکن رش این گرسنگی شد. 5 مثال: مسالۀ صفحۀ قبل را با ایدۀ SSTF سریس دهید. در این حالت ابتدا درخاست شیار 7 سریس داده می سپس شد. های درخاست در نهایت 92 سریس داده می شند =92 10 nasth@aut.ac.ir

11 زمانبندی در دیسک Scan الگریتم الگریتم به است. معرف نیز آسانسر در این رش هد در یک جهت حرکت کرده سر سریس می دهد تا جایی که به آخرین شیار دیسک را عض کرده همین کار را تکرار می کند. راه خد تمام درخاست ها را برسد. سپس جهت حرکت خد مثال: مسالۀ قبل را در حالتی سریس دهید که هد در ابتدا بر ری شیار 10 در حال حرکت به سمت شیار های درنی باشد =185 نحۀ حرکت هد به صرت زیر است. الگریتم اسکن به نفع شیارهای میانی است شیارهای داخلی تر بیرنی تر کمتر سریس می گیرند. 11 nasth@aut.ac.ir

12 زمانبندی در دیسک الگریتم C-Scan همانند الگریتم Scan با این تفات سریس می دهد. )در مسیر بازگشت به در اقع هد قتی به انتهای دیسک شرع به سریس دادن می کند. که هد فقط در یک جهت به درخاست درخاست ها سریسی نمی دهد.( برگشته دیسک ابتدای به سریعا رسید ها دباره Lk الگریتم همانند الگریتم Scan است با بلکه تا آخرین درخاست جل برعکس می کند. این تفات که حرکت هد لزما تا انتهای دیسک نیست می رد پس از آخرین درخاست جهت حرکت را 12

13 کسید تیریدم لماع متسیس میهافم لصا کسید رد یدنبنامز C-Lk متیرگلا اشم متیرگلا C-Scan تسا اب نیا تافت هک ده ات یاهتنا کسید شیپ یمن در هکلب طقف ات نیرخآ تساخرد لج هتفر یماگنه هک چیه یتساخرد رد شیپ درادن اعیرس اتمس نیلا تساخرد هتشگرب هرابد رد نامه تهج عرش سیرس یهد یم.دنک N-Step-Scan متیرگلا رد نیا فص شر تساخرد اه ار فصریز ییاه اب N لط یم.مینکش رد ره نامز کی ریز فص اب ۀدیا نکسا سیرس هداد یم.دش یماگنه هک کی فص رد لاح سیرس یهد تسا تساخرد دیدج یاه فص رگید درا.دنش یم یریگلج :تیزم زا ره هنگ یطحق یگدز رد ۀدیا.نکسا :لاثم ضرف دینک ده رب یر رایش 2 رارق داد رد لاح تکرح تمس رایش یاه اب ۀرامش رتشیب.تسا رد نیا هظحل کی تساخرد رب یر رایش 5 کی تساخرد رب یر رایش 92 زا هار یم.دسر یماگنه هک ده رد لاح سیرس نداد رایش 5 تسا دادعت یرگید تساخرد یارب رایش 5 سپس 6 سپس 7 زا هار یم...دسر ابترم تساخرد 92 قیعت یم.دتفا 13

14 زمانبندی در دیسک F-Scan (Fast-Scan) الگریتم همان ایدۀ N-Step-Scan است با این درخاست های یک صف در حال پردازش ارد می شند. تفات که فقط د هستند درخاست صف داریم. هنگامی که های جدید به صف دیگر LIFO الگریتم آخرین به ابتدا درخاست سریس دهد. می در سیستم های با ماهیت ترتیبی سریس دادن به آخرین درخاست منجر کمتر )یا حتی عدم حرکت( هد می شد. در اقع طل صف کاهش می یابد. حرکت به احتمال در سیستم گرسنگی هایی دارد. ندارند ترتیبی ماهیت که مزیت خاصی ندارد. 14

15 اصل مفاهیم سیستم عامل سیستم فایل تعریف فایل یک ساختار ذخیره سازی منطقی که خصصیات فیزیکی سخت افزاری رسانۀ ذخیره سازی را پنهان می کند. مجمعه ای از اطالعات مرتبط که بر ری حافظۀ ثانیه ذخیره می گردد. کچکترین احد تخصیص حافظۀ ثانیه به صرت منطقی. هر فایل دنباله ای از بیت ها )یا بایت ها یا رکردها( است که معنای احدی دارند این معنا مفهم تسط سازندۀ فایل مشخص شده است. 15

16 سیستم فایل صفات فایل نام )معمال د بخشی( نع شناسه مکان ذخیره سازی اندازه کاربر )مالک ایجاد کننده( ملفه های زمان تاریخ اطالعات کنترل دسترسی حفاظتی

17 سیستم فایل عملیات فایل ایجاد )تخصیص فضا( نشتن خاندن جابجایی حذف خالی کردن

18 سیستم فایل ساختارهای فایل ساختار با تالی بیت )یا بایت ها( ساختار با تالی رکردها ساختار درختی... اناع ساختار فایل ها با جزئیات کامل در درس»ذخیره بازیابی بررسی می گردد. همچنین در درس»سیستم های چند رسانه ای«دربارۀ ساختار چندرسانه ای مطالب مفیدی عرضه می شد. اطالعات«های فایل 18

19 سیستم فایل مفهم دایرکتری )یا فلدر( راهکاری برای سازماندهی فایل ها دایرکتری اناع سطحی( تک یا )خطی ساده چند سطحی درختی( یا مراتبی )سلسله در بدن گراف عممی گراف 19

20 سیستم فایل سیستم فایل بخشی دارد. عهده بر را فایل با مرتبط امر مدیریت که عامل از سیستم برخی ظایف سیستم فایل ها دایرکتری ها فایل ساماندهی نحۀ مدیریت ذخیره سازی دیسک ری بر ها فایل مدیریت دیسک آزاد فضاهای کاربران ها برنامه بین ها فایل اشتراک ها فایل از محافظت دسترسی کنترل کاربر برای مناسب ساختار یک نمایش

21 تمرین ها DMA 1: دربارۀ کنید. تمرین تحقیق مختلف های پیکربندی سیستم گذرگاه مرجع [3] شکل 11.3 تمرین 2 :دربارۀ طرح RAID برای دیسک کنید. تفات سطح مختلف RAID را بررسی های چندگانه کنید. تحقیق منبع [1] بخش 10-7 کامل (Cache) تمرین 3: استفاده هایی دارد پنهان حافظۀ از مزیت چه دیسک برای مرجع [3] بخش nasth@aut.ac.ir

22 تمرین ها تمرین 4: دربارۀ جدل FAT عامل DOS در سیستم کنید. تحقیق مرجع [1] بخش تمرین 5: دربارۀ سیستم NTFS مهم آن را بیان کنید. کنید. تحقیق یندز در خصصیات مرجع [3] بخش تمرین فرمت سطح چیست دیسک فیزیکی فرمت یا پایین :6 مرجع [1] بخش

23 تمرین ها تمرین 7: بالک متفات چگنه بد در دیسک چیست مدیریت می شند های استراتژی در ها بالک این مرجع [1] بخش تمرین 8: کاربرد بالک بت در دیسک این راستا تعاریفی مانند»بت پارتیشن«بررسی کنید. سیستم عامل چیست»بت سکتر«MBR در را مرجع [1] بخش

24 کسید تیریدم لماع متسیس میهافم لصا اه نیرمت نیرمت :9 رد درم ۀظفاح هلبط (Drum Memry) مزیناکم هریخذ یزاس نآ نانع کی ۀناسر هریخذ یزاس یمیدق هک( اممع یلیخ لبق زا دراه کسید عارتخا هدش )تسا قیقحت.دینک رظن امش ارچ هلبط اب دج یمیدق رت ندب یژلنکت نآ تبسن دراه کسید سپ زا عادبا هدافتسا زا دراه کسید اه نانع ۀظفاح ناهن )هشاک( یارب کسید اه هدافتسا یم!!!!!دش لیلاد یسدنهم-ینف یکیژلنکت نیا قافتا رکف.دینک :عبنم.دازآ 24

25 کسید تیریدم لماع متسیس میهافم لصا دشرا رکنک یاه تست هنمن دشرا یتلد 79 کی هاگتسد کسید ناخ اب هدافتسا زا شر SSF اهردنلیس ار جتسج هدرک لمع ندناخ ار ماجنا یم.دهد رگا ییاهاضاقت بیترت یارب یاهردنلیس نآ هداد دش د ه هاگتسد یر ردنلیس 20 دشاب 6 یلیم هیناث لط دشکب ات ده زا کی ردنلی ردنلیس یدعب درب لک نامز یجتسج نیا اهردنلیس ردقچ تسا )فلا 360 یلیم هیناث )ب 876 یلیم هیناث )ج 892 یلیم هیناث )د 3480 یلیم هیناث دشرا دازآ 88 مادک متیرگلا یدنبنامز کسید زا تیصاخ یلحم ندب تاعاجرا یبخ ینابیتشپ یمن دنک FIFO)فلا SCAN )ب LIFO )ج SSTF )د 25

26 منابع [1]. A. Silberschatz, P. B. Galvin and G. Gagne, Operating System Cncepts, 9 th ed., Jhn Wiley Inc., [2] A. S. Tanenbaum and H. Bs, Mdern Operating Systems, 4 rd ed., Pearsn, [3] W. Stallings, Operating Systems, 8 th ed., Pearsn, [4] A. S. Tanenbaum, A. S. Wdhull, Operating Systems Design and Implementatin, 3 rd ed., Pearsn, [ 5 ]نسته طاهری جان محسن طرانی مسسه آمزش عالی پارسه مفاهیم اصل سیستم عامل انتشارات 26 nasth@aut.ac.ir

27 پایان 27