Файл: Левковиц, Д. Структуры информационных массивов оперативных систем.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 81

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

Т а б л и ц а 7-1

 

 

Т а б л и ц а 7-2

Список

запрос/сектор

Объединенный список

доступных

секторов

 

 

 

 

 

 

Список

доступных

Объединенный

Номер запроса

 

список

доступных

 

секторов

 

секторов

 

 

 

 

 

 

 

Q

О,

1,

4,

9

 

О

 

 

1,

8,

9,

15

 

2

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

О,

2,

4

 

9

 

 

 

 

 

 

 

15

 

вый и третий запросы требуют обслуживания в нулевом секторе, а первый и второй запросы — в секторе 1 и т. д. Таким образом, исполнительная программа может сов­ мещать поиски списков. Преимуществом такой системы, кроме того, является снижение среднего времени досту­

па,

поскольку

поиск

по

списку

идет

внутри

цилиндра.

Д л я

типичной

дисковой

системы

среднее время

доступа

составляет

около

50 млсек

на чтение дорожки плюс время

ожидания .

Если

д о р о ж к а

содержит

более одной

записи

из

списка,

среднее

время

доступа

на

запись

составит

частное от деления 50 млсек на число записей

списка на

дорожке . Б о л е е того, приведенная

схема несколько лока­

лизует движение головки, уменьшая среднее время до­

ступа. Система

может быть построена так, что запросы

с более высоким

приоритетом н а р у ш а ю т эту схему и вы­

з ы в а ю т скачок головки на те цилиндры, которые должны быть обслужены по требованию с высоким приоритетом. Если в ходе движения головки системе передан новый ' запрос, исполнительная программа немедленно включает новый список доступных секторов в текущий, так что новый запрос может быть немедленно включен в обра­ ботку. Когда блок головок достигнет цилиндра с наи­ большим номером, его движение идет в обратном на­ правлении. Н а обратном пути по списку обслуживаются требования тех запросов, которые возникли при его пря­ мом движении .

Эта методика может быть использована д л я увели­ чения эффективного размера пакета при поисках на магнитной ленте. Пусть секторы определены как зоны магнитной ленты, а объединенный список доступных сек-

146


торов указывает, какие запросы д о л ж н ы быть обработа ­ ны при прохождении процессором указанной зоны. Более того, согласно этой схеме на другой ленте можно упо­

рядочить сами запросы. Например, в табл . 7-2

опреде­

ляется лента запросов в форме:

(нулевой

сектор),

Q b <3з*'

(сектор 1) Qi, Q2 ; (сектор 2) Q3 ;

(сектор

4) Q b

Qa

и т. д.,

где к а ж д ы й запрос полностью

повторяется

на

ленте.

Тогда по мере продвижения через процессор зон магнитнон ленты двигается лента запросов, и поэтому в памяти для обработки всегда находятся только запросы, требую­ щие обработки. Если, кроме того, файл имеет списковую

структуру,

то

к а ж д а я запись, проходящая

через

процес­

сор,

рассматривается

релевантным

запросом

только

в том

случае,

если она

включена

в

соответствующий

список.

 

 

 

 

 

 

 

Помимо

списков поисковая исполнительная програм­

ма д о л ж н а

вести последовательный

список

«следующих

адресов» д л я формирования указателей от записи к за­ просу. Несмотря на это, преимущества экономии в поис­ ке могут оказаться значительными. Ограничения для си­ стем пакетной обработки определяются числом запросов,

которые могут быть размещены в оперативной

памяти,

и временем обработки одной записи по всем

запросам .

С увеличением числа запросов это время возрастает; при

этом

система

переходит

от ограничений

на операцию

с лентой к ограничению на процессор. При

использова­

нии

стратегии

секторного

мультисписка в

оперативной

памяти остаются только запросы, которые требуют об­ служивания в данном секторе. М а к с и м а л ь н о е число за­ просов д л я некоторого сектора характеризует эффектив ­ ный размер пакета, причем действительный размер теку­ щего пакета, вообще говоря, несколько больше. Таким образом, действительный размер пакета больше того, ко­ торый может разместиться в оперативной памяти, и уве­ личивается с уменьшением размера сектора. Более су­

щественно, что к а ж д а я запись при прохождении

через

процессор обрабатывается только одним запросом

(иног­

да более чем одним) при минимальных з а т р а т а х

на со­

ставление списка последовательности «следующих адре­ сов». В результате становится возможным движение лен­ ты без остановок, происходящих при прохождении чрез­

мерно больших пакетов. К р о м е

того,

обработка

текущей

записи может быть совмещена

в исполнительной схеме

с чтением «следующей» записи,

что

улучшает

свойства '

10*

147


.системы, характеризуемые как ограничение на работу с магнитной лентой.

На рис. 7-6 представлен другой метод, который пол­ ностью исключит списковую структуру. Этот метод назы­

вается

секторыо-последователыюй

 

организацией

файла.

Н а з в а н и е

это объясняется тем, что

хотя файл

организо-

 

 

 

 

w

 

X

 

 

Y

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

0

—0

 

 

0

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

1

— 1

 

 

1

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

г

г-2

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сектор 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сектор 1

 

 

 

 

 

••

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сектор

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сектор

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Put

Лб. Организация файла

с

последовательны­

 

 

 

 

 

 

 

ми

секторами.

 

 

 

 

 

 

ван в секторы подобно изображенным на рис.

7-5,

поиск

самих

секторов

происходит

 

последовательно,

т.

е.

так,

как если

бы

они

были

полосами

магнитной

ленты. Здесь

т а к ж е

для

получения

грубого

 

разбиения

файла

по

запросу

может

быть

применена

стратегия

пересечения

секторов,

после

чего обрабатывается к а ж д а я

запись

до­

ступного сектора. Если в конце сектора может быть ре­ зервирована некоторая память, этот подход обладает преимуществами из-за простоты программирования и об­

новления. Этот способ имеет

явные

преимущества при

использовании З У П Д , для которых

велики к а к среднее

время произвольного доступа,

так и

скорость групповой

передачи данных.

 

 

Сравнивая результаты секторного подхода при нали­ чии структуры внутрисекторного списка и без него, ви­ дим, что при уплате высокой цены (в терминах времени М8 '


доступа) за установку механизма для поиска сектора экономия во времени (в процентном отношении) за счет

времени поиска в списке внутри

сектора может оказать ­

ся незначительной по сравнению

с временем последова­

тельной переписи всего сектора. Например, пусть: 1) вре­ мя доступа к сектору 580 мсек, 2) скорость последова­ тельной переписи 250 кбайт/сек, 3) среднее время про­ извольного доступа на одну запись при условии, что

механизм

З У П Д

установлен

на

требуемом секторе,

со­

ставляет

50

мсек,

4) размер

сектора

125 К* байтов

и

5) к а ж д ы е

пять из 100 записей

сектора

находятся в по­

исковом списке. Метод последовательных секторов по­

требует 1 сек дл я получения доступа

и переписи

сектора,

в то

время

как способ секторного

мультисписка потре­

бует 3 / 4 сек.

Н о если длину поискового

списка

увеличить

до 10, то время

поиска приблизится

к 1 сек и

достигнет

1 сек

только в случае, если длина списка с о в п а д а е т е пол­

ной длиной-сектора в 100 записей. Компенсация

происхо­

дит

за

счет

уменьшения

среднего

времени

доступа

(с 50 млсек)

по мере появления

на той ж е д о р о ж к е дру­

гих записей. К сожалению

З У П Д

на магнитных

 

полосках

и картах типа

I B M Data

Cell

имеют

не только

большее

время

доступа

(несколько

сотен

миллисекунд),

но и от­

носительно низкую скорость групповой переписи данных (порядка 50—70 кбайт/сек). Однако можно надеяться, что со временем скорости групповой передачи для устройств такого типа возрастут.

7-5. АВТОМАТИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ

 

Очевидно, что чем меньше число

секторов, в которых

представлен

ключ, тем эффективней процесс

поиска

в файле с секторной организацией,

т. е. чем выше

плот­

ность списков

внутри сектора, тем

меньше число

секто­

ров, фигурирующих в списке. В идеальном случае к а ж ­ дый список размещается внутри одного сектора. Распре ­ деление записей по секторам, имеющее целью получить минимальное число занятых секторов на один ключ, можно было бы осуществить с помощью алгоритмов ин­ формационного поиска, формирующих совокупность или группы ключевых записей.

Схема алгоритма д о л ж н а состоять в размещении вну­ три сектора записей с максимальным количеством общих

* /(=1024 байта (Прим. пер.)

149