第8章__磁盘存储器管理1new.ppt

* * * 8.3 提高磁盘IO速度 高速缓存。 提前读，延迟写。 优化物理块分布 虚拟盘。 * * 思考题 2 假设磁盘转速为20ms/圈，磁盘格式化时每个磁道被划分成10个扇区，今有10个逻辑记录（每个记录大小刚好与扇区大小相等）存放在同一条磁道上，处理程序每次从磁道读出一个记录要花费4ms进行处理，先要求顺序处理这10个记录，若磁头现在处于首个逻辑记录的起始位置。 按逆时针安排10个逻辑记录（磁盘顺时针方向旋转）处理程序处理完这10条记录花费的时间是多少？ 按优化分布重新安排这10条记录，计算所需要的时间 * * 思考题 3 假定磁盘的移动臂现在处于第8柱面，有如下6个请求者等待访问磁盘，请你列出最省时间的响应次序：序号 柱面号 磁头号 扇区号1 ? ? 9 ? ? 6 ? ? 32 ? ? 7 ? ? 5 ? ? 63 ? 15 ? ? 20 ? 64 ? ?9 ? ? 4 ? 45 ? 20 ? ? 9 ? 56 ? ? 7 ? ? 15 ? 2 8.4 磁盘容错技术 (1) 通过存取控制机制来防止由人为因素所造成的文件不安全性。 (2) 通过磁盘容错技术， 来防止由磁盘部分的故障所造成的文件不安全性。 (3) 通过“后备系统”来防止由自然因素所造成的不安全性。 1. 第一级容错技术SFT-Ⅰ 1) 双份目录和双份文件组织方式表 在磁盘上存放的文件目录和文件组织方式表FAT， 是文件管理所用的重要数据结构。如果这些表格被破坏， 将导致磁盘上的部分或全部文件成为不可访问的，因而也就等效于文件的丢失。为了防止这类情况发生，可在不同的磁盘上或在磁盘的不同区域中，分别建立(双份)目录表和FAT。 其中，一份被称为主目录及主FAT； 把另一份称为备份目录及备份FAT。 2) 热修复重定向和写后读校验 热修复重定向(Hot-Redirection)。 (2) 写后读校验(Read after write Verification)方式。 2. 第二级容错技术SFT-Ⅱ (1) 磁盘镜像(Disk Mirroring)。 图 6-26 磁盘镜像示意 (2) 磁盘双工(Disk Duplexing)。 图 6-27 磁盘双工示意 * * 8.5 数据一致性 一个数据同时出现在多个不同的对象中时，即可能会出现数据一致性问题。 事务 检查点 并发控制 硬件稳定存储器的支持 * * 8.5.1 事务 事务：它是一种原子性操作，是用于访问和修改各种数据项的一个程序单位，可被看作一系列的读和写操作。 事务的原子性操作须借助于存放在稳定存储器中的事务记录表（log)来实现，表中的每条记录描述了事务运行中的重要操作，一旦出现错误，便立即回滚。 * * 2. 事务记录(Transaction Record) 事务名： 用于标识该事务的惟一名字； 数据项名： 它是被修改数据项的惟一名字； 旧值： 修改前数据项的值； 新值： 修改后数据项将具有的值。 * * 3. 恢复算法 恢复算法可利用以下两个过程： (1) undo〈Ti〉。该过程把所有被事务Ti修改过的数据，恢复为修改前的值。 (2) redo〈Ti〉。该过程能把所有被事务Ti修改过的数据，设置为新值。 如果系统发生故障， 系统应对以前所发生的事务进行清理。 * * 8.5.2 检查点 检查点：主要目的是使对事务记录 表中事务记录的清理工作经常化。 * * 首先是将驻留在易失性存储器(内存)中的当前事务记录表中的所有记录，输出到稳定存储器中； 其次是将驻留在易失性存储器中的所有已修改数据，输出到稳定存储器中； 然后是将事务记录表中的〈检查点〉记录，输出到稳定存储器中； 最后是每当出现一个〈检查点〉记录时，系统便执行上小节所介绍的恢复操作，利用redo和undo过程实现恢复功能。 * * 8.5.3 并发控制 由信号量实现一个事务执行完再执行另一个事务，实现了事务的顺序性。 * * 8.5.4 重复数据的数据一致性问题 1. 重复文件的一致性 * * 2. 盘块号一致性的检查 * * 3. 链接数一致性检查 配置一张计数器表，为每个文件建立一个表项，其中含有该索引结点号的计数值。 在进行检查时，从根目录开始查找，每当在目录中遇到该索引结点号时，便在该计数器表中相应文件的表项上加1。 当把所有目录都检查完后，