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
|
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