 |
Файловые системы EXT 3, EXT 4
|
|
|
|
EXT 3 является файловой системой, используется в ОС Linux.
Отличие от EXT 2 тем, что 3-журналированная система, т.е. в системе предусмотрена запись некоторых процессов или данных без сбоя.
Система состоит из 3-х режимов журналирования:
1. В журнал записываются данные от изменении в системе. Целостность данных не может гарантироваться
2. Запись данных в файл, происходит до записи изменений гарантированно
3. Полное журналирование предусматривает запись информации об изменении в файловую систему, а также пользовательских данных. Самый медленный из режимов, но самый безопасный.
EXT 4 журналированная файловая система, используется в ОС Linux/
В EXT 4 – механизм пространственной записи – новая информация записывается в конец выделенной области файлов.
Файловая система хранит не только информацию о местоположении свободных блоков, но и количество свободных блоков, идущих друг за другом.
Файловая система сама находит нужную информацию и записывает практически без фрагментации.
Отлож. выделение – выделение блоков происходит непосредственно перед записью.
Ведет к риску потери данных.
В EXT 3 в 1 каталоге не > 32000 подкаталогов.
Журналирование
Журналирование – процесс записи информации о происходящих с каким – либо объектом событиях в журналирование.
Полное журналирование применяется при работе с базами данных.
В NTFS применяя журналирование логических структур, а не данных пользователя – сохранность данных не гарантируется, но поддерживается корректное состояние системы.
Операция, которой журналируется система это операции со структурами самой системы, с файлами и каталогами.
Отложение записи:
Любая система для ускорения работы вынуждена использовать кэширование. Отложение записи при кэшировании при котором данные на диске сохраняют в КЭШе, а другая время сохраняет физически, т.к. такое кэширование группирует множество операций в одну.
|
|
|
«+» отложенной записи – не мешает более важным операциям чтения и осуществляет запись только в свободное время
Откладывание данных делает возможным их потерю во время очереди на физическую запись и не успели записать до сбоя.
Проблемы отложенного журналирования
Данный механизм применяется не только при стирании файлов.
Распределение файловой системы
Сетевая прозрачность и высокая доступность.
Обеспечить возможность доступа файлов по сети, ошибки систем или копирование не должны приводить к недоступность файл.
Файловый сервер – процесс, кот реализует файловый сервис.
Распределение системы обычно имеет два компонента непосредственно файловый сервис и сервис директории. Клиент может не иметь дисков и большого объема памяти.
Интерфейс сервера обеспечивает создание, удаление сервера директория, наименования, переименование файлов из одной директории в другую.
Система управления вводом/выводом
Функционирование любой вычислительной системы сводится к выполнению 2-х видов работы:
1. Обработки информации
2. Осуществление операций ввода/вывода
Действия, выполненные в вычислительной системе, организованно как набор процессов, именно процессы занимаются обработкой информацией, и операцией ввода/вывода.
Понятие обработки информации и операции ввода/вывода зависит от того с какой точки зрения мы на них смотрим.
Для программиста – это выполнение команд процессором над данными находящимися, независимо от уровня, в регистре, КЭШе, оперативной или вторичной памяти.
С точки зрения ОС, обработка информации – операции, которые совершает процессор над данными на уровне не ниже, чем ОП. Все остальное относится к операциям ввода/вывода.
|
|
|
Под операцией ввода/вывода программист подразумевает обмен данными между памятью и устройствами, которые являются внешними между(по отношению) памяти и процессору (диски, мышь, клава)
Физические принципы
Существует множество устройств, которые взаимодействуют с процессором и памятью.
Несмотря на то, сто спектр данных устройств широк, управление их работой и обмен информацией строится с ними на относительно небольшом наборе принципов.
Внутри компьютера вся информация передается по шинам. Выделяют как минимум 3 шины:
1. Шина данных, состоящая из линии данных, служит для передачи информации между процессором и памятью, устройствами ввода/вывода.
2. Адресная шина служит для задания адреса ячейки памяти или указания устройств ввода/вывода, участвующих в обмене информации.
3. Шина управления – управляет локальной магистралью и определяет ее поведение.
Иногда линия состояния выносится из этой шины в шину состояния. Количество линий в составе шины, принято называть разрядностью или шириной шины.
Ширина адресной шины определяет максимальный размер ОП, который может быть установлена в компьютере.
Операция обмена информацией осуществляется при одновременном участии всех трех шин.
Пример: передача информации из процессора в память:
1. На адресной шине процессов выставляется сигнал, соответственно адрес ячейки памяти, в которой будет произведена запись
2. На шину данных процессор выставляет сигналы, который соответственно информация, которая должна быть записана в память
3. На шину управляется выставляются сигналы, соответственно операции памятью, что приводит к записи по нужному адресу
Данные действия являются необходимыми но недостаточным, при рассмотре ….
В зависимости от архитектуры решения могут потребоваться действия:
1. Выставление на шину управления согнала, частичного использования шины данных- согнал готовности магистрали, после завершения записи в память, разрежающие приступить к новым операциям.
Внешние устройства разделены в пространстве и могут подключаться в локальную магистраль, в одной или нескольких точках, получивших название ввода/вывода
|
|
|
По аналогии:
Взаимно отображаясь в адресное пространство в памяти порты ввода/вывода можно взаимно отобразить в другое адресное пространство. При этом, каждый порт ввода/вывода получит свой № или адрес в этом пространстве.
При прямом отображении портов ввода/вывода в адресное пространство памяти действия необходимые для записи информации и управляющих команд в эти порты или для чтения данных из них ничем не отличаются от действий производимых для передачи информации между ОП и процессором.
Если же порт отображен в адресное пространство ввода/вывода, то процесс обмена информации выполняется специальными программами ввода/вывода.
Для передачи данных в порт выполняются следующие действия:
1. На адресной шине процессора выполняется сигнал, соответственно адресу порта, в который будет передана информация в адресное пространство ввода/вывода
2. На шину данных выставлены сигналы, которые соответственно информацию, которая будет передана на вход
3. По завершения 1 и 2 действия на шину управления выставляются сигналы, соответственно операции записи и работают с устройствами ввода/вывода, т.е. переключение адресного пространства, что приводит к передачи нужной информации в нужный порт
Отличие памяти от устройства ввода/вывода заключено в том, что занесение информации в память является окончательным операции записи.
В то время как занесение информации в порт предоставляет собой инициализацию реального завершения операции ввода/вывода.
Как и что должны делать устройства принявшие информацию через порт и каким образом они должны ее выполнить, определяется электронными устройствами называемые контроллерами – могут управлять отдельным устройством или несколькими устройствами, связываясь с контроллерами последних посредствам шин ввода/вывода.
Современные вычислительные системы имеют разнообразную архитектуру, множество шин, магистралей, мостов. Для нас является следующее устройство ввода/вывода подключающиеся к системе через порты. Могут осуществляться два адресных пространства ввода/вывода и пространства памяти. Порты отображаются в адресное пространство ввода/вывода, а иногда непосредственно в адресное пространство памяти.
Исполнение того или иного адресного пространства определяется типом команды, которая выполняется процессором. Физическое управление устройством ввода/вывода, передачей информации через порт, выставление некоторых сигналов на магистрали занимается, контроллер устройства.
|
|
|
