 |
Стабильное запоминающее устройство
|
|
|
|
RAID могут защитить от выхода из строя сектора и даже целые диски, но они не могут защитить от сбоев во время записи (могут быть записаны не верные данные, или не туда).
Стабильное запоминающее устройство - система или корректно записывает данные, или не записывает ничего.
В рассматриваемой модели учитывается следующее:
· Запись блока может быть проверена при последующем чтении и изучении ECC.
· Правильно записанный сектор может стать дефектным и не читаться (но это происходит редко).
· Допускается выход из строя центрального процесса.
Для такой модели можно создать стабильное запоминающее устройство, из пары идентичных дисков.
Для достижения этой цели определены три операции:
1. Стабильная операция записи состоит из следующих шагов:
- запись блока на диск 1
- считывание этой записи для проверки, если обнаружена ошибка, то повторяется запись (и так несколько раз), если запись не удалась, то используется резервный блок.
- все тоже повторяется для второго диска
2. Стабильная операция чтения состоит из следующих шагов:
- считывается блок с диска 1
- проверяется на ошибки, если обнаружены считывание повторяется, и так несколько раз.
- если все попытки с 1-м диском не удачны, все повторяется для второго
3. Восстановление от сбоев (например, по питанию) состоит из следующих шагов:
- после сбоя программа восстановления сканирует оба диска и сравнивает соответствующие блоки
- если у одного обнаружена ошибка, то на место дефектного записывается нормальный блок
- если ошибок нет, но блоки не совпадают, то блок с диска 1 пишется поверх диска 2 (на диске 1 всегда более свежий блок)
Таймеры
Аппаратная часть таймеров
Таймер состоит из:
|
|
|
· Кварцевого генератора
· Счетчика
· Регистра хранения
Программируемый таймер
Есть несколько режимов работы таймера.
Алгоритм работы первого режима:
· Значение счетчика загружается из регистра.
· Когда значение счетчика достигает нуля, он вызывает прерывание процессора.
· Счетчик останавливается, до того пока его не запустят программно.
Алгоритм работы второго режима:
· Значение счетчика загружается из регистра.
· Когда значение счетчика достигает нуля, он вызывает прерывание процессора.
· Значение счетчика автоматически загружается из регистра и все повторяется.
Преимущество программируемого таймера в том, что частота прерываний может задаваться программно.
Программное обеспечение таймеров
Все, что делает таймер, аппаратно - он инициирует прерывание через определенные интервалы времени. Все остальное делается программно.
Для работы часов, необходим драйвер часов.
В обязанности драйвера входит:
· Следить за текущим временем
· Не позволять процессам работать больше, чем им положено (при запуске процесса планировщик записывает в счетчик выделенное процессу время)
· Вести учет использования процессора
· Поддерживать следящие таймеры для ОС (создаются виртуальные таймеры)
· Ведут наблюдение, анализ и сбор статистики
При 60 Грц 32-разрядный счетчик переполнится через два года.
Три способа реализации текущего времени:
1. Можно использовать 64-разрядный счетчик
2. Можно хранить время не в тиках, а в секундах, но нужен дополнительный счетчик, переводящий секунды в тики.
3. Можно учитывать время только с момента загрузки системы, а не с 1 января 1970 года
Три способа реализации текущего времени
Лекция 11
Файловые системы. Файлы. Каталоги.
Файлы
Требования к хранению информации:
· возможность хранения больших объемов данных
· информация должна сохраняться после прекращения работы процесса
|
|
|
· несколько процессов должны иметь одновременный доступ к информации
Именование файлов
Длина имени файла зависит от ОС, может быть от 8 (MS-DOS) до 255 (Windows, LINUX) символов.
ОС могут различать прописные и строчные символы. Например, WINDOWS и windows для MS-DOS одно и тоже, но для UNIX это разные файлы.
Во многих ОС имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой, например windows.exe. Часть после точки называют расширением файла. По нему система различает тип файла.
У MS-DOS расширение составляет 3 символа. По нему система различает тип файла, а также можно его исполнять или нет.
У UNIX расширение ограничено размером имени файла в 255 символов, также у UNIX может быть несколько расширений, но расширениями пользуются больше прикладные программы, а не ОС. По расширению UNIX не может определить исполняемый это файл или нет.
Структура файла
Три основные структуры файлов:
1. Последовательность байтов - ОС не интересуется содержимым файла, она видит только байты. Основное преимущество такой системы, это гибкость использования. Используются в Windows и UNIX.
2. Последовательность записей - записей фиксированной длины (например, перфокарта), считываются последовательно. Сейчас не используются.
3. Дерево записей - каждая запись имеет ключ, записи считываются по ключу. Основное преимущество такой системы, это скорость поиска. Пока еще используется на мэйнфреймах.
Три типа структур файла.
Типы файлов
Основные типы файлов:
· Регулярные - содержат информацию пользователя. Используются в Windows и UNIX.
· Каталоги - системные файлы, обеспечивающие поддержку структуры файловой системы. Используются в Windows и UNIX.
· Символьные - для моделирования ввода-вывода. Используются только в UNIX.
· Блочные - для моделирования дисков. Используются только в UNIX.
Основные типы регулярных файлов:
· ASCII файлы - состоят из текстовых строк. Каждая строка завершается возвратом каретки (Windows), символом перевода строки (UNIX) и используются оба варианта (MS-DOS). Поэтому если открыть текстовый файл, написанный в UNIX, в Windows, то все строки сольются в одну большую строку, но под MS-DOS они не сольются (это достаточно частая ситуация). Основные преимущества ASCII файлов:
- могут отображаться на экране, и выводится на принтер без преобразований
- могут редактироваться почти любым редактором
|
|
|
· Двоичные файлы - остальные файлы (не ASCII). Как правило, имеют внутреннею структуру.
Основные типы двоичных файлов:
· Исполняемые - программы, их может обрабатывать сама операционная система, хотя они записаны в виде последовательности байт.
· Неисполняемые - все остальные.
Примеры исполняемого и не исполняемого файла
«Магическое число» - идентифицирующее файл как исполняющий.
Доступ к файлам
Основные виды доступа к файлам:
· Последовательный - байты читаются по порядку. Использовались, когда были магнитные ленты.
· Произвольный - файл можно читать с произвольной точки. Основное преимущество возникает, когда используются большие файлы (например, баз данных) и надо считать только часть данных из файла. Все современные ОС используют этот доступ.
Атрибуты файла
Основные атрибуты файла:
· Защита - кто, и каким образом может получить доступ к файлу (пользователи, группы, чтение/запись). Используются в Windows и UNIX.
· Пароль - пароль к файлу
· Создатель - кто создал файл
· Владелец - текущий владелец файла
· Флаг "только чтение" - 0 - для чтения/записи, 1 - только для чтения. Используются в Windows.
· Флаг "скрытый" - 0 - виден, 1 - невиден в перечне файлов каталога (по умолчанию). Используются в Windows.
· Флаг "системный" - 0 - нормальный, 1 - системный. Используются в Windows.
· Флаг "архивный" - готов или нет для архивации (не путать сжатием). Используются в Windows.
· Флаг "сжатый" - файл сжимается (подобие zip архивов). Используются в Windows.
· Флаг "шифрованный" - используется алгоритм шифрования. Если кто-то попытается прочесть файл, не имеющий на это прав, он не сможет его прочесть. Используются в Windows.
· Флаг ASCII/двоичный - 0 - ASCII, 1 - двоичный
· Флаг произвольного доступа - 0 - только последовательный, 1 - произвольный доступ
· Флаг "временный" - 0 - нормальный, 1 - для удаления файла по окончании работы процесса
· Флаг блокировки - блокировка доступа к файлу. Если он занят для редактирования.
|
|
|
· Время создания - дата и время создания. Используются UNIX.
· Время последнего доступа - дата и время последнего доступа
· Время последнего изменения - дата и время последнего изменения. Используются в Windows и UNIX.
· Текущий размер - размер файла. Используются в Windows и UNIX.
Операции с файлами
Основные системные вызовы для работы с файлами:
· Create - создание файла без данных.
· Delete - удаление файла.
· Open - открытие файла.
· Close - закрытие файла.
· Read - чтение из файла, с текущей позиции файла.
· Write - запись в файл, в текущею позицию файла.
· Append - добавление в конец файла.
· Seek - устанавливает файловый указатель в определенную позицию в файле.
· Get attributes - получение атрибутов файла.
· Set attributes - установить атрибутов файла.
· Rename - переименование файла.
|
|
|
