PHÂN TÍCH bộ NHỚ NGOÀI của hệ DIỀU HÀNH WINDOWS

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (618.24 KB, 30 trang )

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
Bài tập lớn:MÔN HỆ ĐIỀU HÀNH
ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH BỘ NHỚ NGOÀI CỦA HỆ DIỀU
HÀNH WINDOWS
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 5
1. Phạm Tiến Dũng
2. Trịnh Khương Duy
3. Sái Vĩnh Hanh
4. Trần Đức Giang
5. Tạ Thế Dũng
Lớp: ĐH KỸ THUẬT PHẦN MỀM 1 – K8
1
Học Kỳ I Năm Học Thứ 2
2012-2013
LỜI NÓI ĐẦU :
Mục tiêu chính của hệ thống máy tính là thi hành chương trình. Những chương trình
với dữ liệu truy xuất phải đặt trong bộ nhớ chính trong suốt quá trình thi hành nhưng bộ
nhớ chính quá nhỏ bé để có thể lưu trữ mọi dữ liệu và chương trình, ngoài ra dữ liệu sẽ
bị mất khi không còn cung cấp năng lượng do đó hệ thống máy tính ngày nay cung cấp
hệ thống lưu trữ phụ (bộ nhớ ngoài) .Đa số các máy tính đều sử dụng các ổ đĩa để lưu
trữ cả chương trình và dữ liệu vì vậy một bộ quản lý hệ thống đĩa rất quan trọng cho hệ
thống máy tính .
Vai trò của hệ điều hành trong việc quản lý đĩa :
 Quản lý vùng trống trên đĩa
 Định vị việc lưu trữ dữ liệu trên đĩa
 Lập lịch cho đĩa
Vì hệ thống đĩa được sử dụng thường xuyên nên nó phải được sử dụng hiệu quả.
Tốc độ của toàn bộ hệ thống phụ thuộc rất nhiều vào tốc độ truy xuất đĩa .
Để hiểu được rõ hơn viêc quả lý bộ nhớ của hệ điều hành, chúng ta hãy cùng phân
tích việc quản lý bộ nhớ ngoài của hệ điều hành windows.

2
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU : 2
MỤC LỤC 3
A –HỆ THỐNG QUẢN LÝ TẬP TIN 5
I.CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 5
a.Tập tin và thư mục 5
b.Hệ thống quản lý tập tin 5
II. MÔ HÌNH TỔ CHỨC VÀ QUẢN LÝ CÁC TẬP TIN 6
1.Tên tập tin : 6
2.Cấu trúc của tập tin : 6
3.Kiểu tập tin : 6
4.Thuộc tính tập tin : 7
III.Thư mục : 9
1.Hệ thống thư mục theo cấp bậc 9
2.Đường dẫn 10
B-CÁC PHƯƠNG PHÁP CÀI ĐẶT HỆ THỐNG QUẢN LÝ TẬP TIN 10
I.BẢNG QUẢN LÝ THƯ MỤC, TẬP TIN 11
1.Khái niệm 11
2.Cài đặt 11
IV.QUẢN LÝ ĐĨA 11
a.Kích thước khối 11
b.Lưu giữa các khối trống 12
c.Cấu hình đĩa lưu trữ 12
V ĐỘ AN TOÀN CỦA HỆ THỐNG TẬP TIN 15
1.Quản lý khối bị hỏng 15
2.Backup 15
3.Tính không đổi của hệ thống tập tin 16
VI.PHẦN CỨNG NHẬP/XUẤT 17
1.Thiết bị I/O 17

2.Tổ chức của chức năng I/O 17
3.Bộ điều khiển thiết bị 18
3
4.DMA (Direct Memory Access) 19
VII.PHẦN MỀM NHẬP/XUẤT 20
1.Kiểm soát ngắt 20
2.Điều khiển thiết bị (device drivers) 20
3.Phần mềm nhập/xuất độc lập thiết bị 21
4.Phần mềm nhập/xuất phạm vi người sử dụng 22
C-QUẢN LÝ HỆ THỐNG NHẬP XUẤT 23
I.Quản lý hệ thống tập tin : 23
II.Hệ thống bảo vệ : 24
D- GIỚI THIỆU MỘT SỐ HỆ THỐNG I/O 24
I. HỆ THỐNG I/O ĐĨA 24
1.Phần cứng đĩa 24
2.Các thuật toán đọc đĩa 24
3.Quản lý lỗi 28
4.RAM Disks 29
5.Interleave 30
30
4
Quản lý bộ nhớ ngoài của hệ điều hành
windows
A –HỆ THỐNG QUẢN LÝ TẬP TIN
I. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
Máy tính phải sử dụng thiết bị có khả năng lưu trữ trong thời gian dài (long-term) vì :
Phải chứa những lượng thông tin rất lớn (giữ vé máy bay, ngân hàng )
Thông tin phải được lưu giữ một thời gian dài trước khi xử lý
Nhiều tiến trình có thể truy cập thông tin cùng lúc.
Giải pháp là sử dụng các thiết bị lưu trữ bên ngoài gọi là bộ nhớ ngoài

a. Tập tin và thư mục
• Tập tin
Tập tin là đơn vị lưu trữ thông tin của bộ nhớ ngoài. Các tiến trình có thể đọc hay tạo
mới tập tin nếu cần thiết. Thông tin trên tập tin là vững bền không bị ảnh hưởng bởi các
xử lý tạo hay kết thúc các tiến trình, chỉ mất đi khi user thật sự muốn xóa. Tập tin được
quản lý bởi hệ điều hành.
• Thư mục: Để lưu trữ dãy các tập tin, hệ thống quản lý tập tin cung cấp thư mục,
mà trong nhiều hệ thống có thể coi như là tập tin.
b. Hệ thống quản lý tập tin
Các tập tin được quản lý bởi hệ điều hành với cơ chế gọi là hệ thống quản lý tập tin. Bao
gồm : cách hiển thị, các yếu tố cấu thành tập tin, cách đặt tên, cách truy xuất, cách sử
dụng và bảo vệ tập tin, các thao tác trên tập tin. Cách tổ chức thư mục, các đặc tính và
các thao tác trên thư mục.
5
II. MÔ HÌNH TỔ CHỨC VÀ QUẢN LÝ CÁC TẬP TIN
1. Tên tập tin :
Tập tin là một cơ chế trừu tượng và để quản lý mỗi đối tượng phải có một tên. Khi tiến
trình tạo một tập tin, nó sẽ đặt một tên, khi tiến trình kết thúc tập tin vẫn tồn tại và có thể
được truy xuất bởi các tiến trình khác với tên tập tin đó.
Cách đặt tên tập tin của mỗi hệ điều hành là khác nhau, đa số các hệ điều hành cho phép
sử dụng 8 chữ cái để đặt tên tập tin như ctdl, caycb, tamhghau v.v…, thường thường thì
các ký tự số và ký tự đặc biệt cũng được sử dụng như baitap2…,
Hệ thống tập tin có thể có hay không phân biệt chữ thường và chữ hoa. Nhiều hệ thống
tập tin hỗ trợ tên tập tin gồm 2 phần được phân cách bởi dấu ‘.’ mà phần sau được gọi là
phần mở rộng. Ví dụ : vidu.txt.
Trên thực tế phần mở rộng có hữu ích trong một số trường hợp, ví dụ như có những
trình dịch C chỉ nhận biết các tập tin có phần mở rộng là .C
2. Cấu trúc của tập tin :
Gồm 3 loại :
Dãy tuần tự các byte không cấu trúc : hệ điều hành không biết nội dung của tập tin:MS-

DOS và UNIX sử dụng loại này.
Dãy các record có chiều dài cố định.
Cấu trúc cây : gồm cây của những record, không cần thiết có cùng độ dài, mỗi record
có một trường khóa giúp cho việc tìm kiếm nhanh hơn.
3. Kiểu tập tin :
Nếu hệ điều hành nhận biết được loại tập tin, nó có thể thao tác một cách hợp lý trên tập
tin đó. Các hệ điều hành hỗ trợ cho nhiều loại tập tin khác nhau bao gồm các kiểu như :
tập tin thường, thư mục, tập tin có ký tự đặc biệt, tập tin khối.
Tập tin thường : là tập tin text hay tập tin nhị phân chứa thông tin của người sử dụng.
Thư mục : là những tập tin hệ thống dùng để lưu giữ cấu trúc của hệ thống tập tin.
Tập tin có ký tự đặc biệt : liên quan đến nhập xuất thông qua các thiết bị nhập xuất tuần
tự như màn hình, máy in, mạng.
Tập tin khối : dùng để truy xuất trên thiết bị đĩa.
Tập tin thường được chia làm hai loại là tập tin văn bản và tập tin nhị phân.
Tập tin văn bản chứa các dòng văn bản cuối dòng có ký hiệu enter. Mỗi dòng có độ dài
có thể khác nhau. Ưu điểm của kiểu tập tin này là nó có thể hiển thị, in hay soạn thảo với
một editor thông thường.Đa số các chương trình dùng tập tin văn bản để nhập xuất, nó
cũng dễ dàng làm đầu vào và đầu ra cho cơ chế pipeline.
Tập tin nhị phân :có cấu trúc khác tập tin văn bản. Mặc dù về mặt kỹ thuật, tập tin nhị
phân gồm dãy các byte, nhưng hệ điều hành chỉ thực thi tập tin đó nếu nó có cấu trúc
đúng
Truy xuất tập tin :
Tập tin lưu trữ các thông tin. Khi tập tin được sử dụng, các thông tin này được đưa vào
bộ nhớ của máy tính. Có nhiều cách để truy xuất chúng. Một số hệ thống cung cấp chỉ
6
một phương pháp truy xuất, một số hệ thống khác, như IBM chẳng hạn cho phép nhiều
cách truy xuất.
Kiểu truy xuất tập tin đơn giản nhất là truy xuất tuần tự. Tiến trình đọc tất cả các byte
trong tập tin theo thứ tự từ đầu. Các trình soạn thảo hay trình biên dịch cũng truy xuất
tập tin theo cách này. Hai thao tác chủ yếu trên tập tin là đọc và ghi. Thao tác đọc sẽ đọc

một mẫu tin tiếp theo trên tập tin và tự động tăng con trỏ tập tin. Thao tác ghi cũng
tương tự như vậy. Tập tin có thể tự khởi động lại từ vị trí đầu tiên và trong một số hệ
thống tập tin cho phép di chuyển con trỏ tập tin đi tới hoặc đi lui n mẫu tin.
Truy xuất kiểu này thuận lợi cho các loại băng từ và cũng là cách truy xuất khá thông
dụng. Truy xuất tuần tự cần thiết cho nhiều ứng dụng. Có hai cách truy xuất. Cách truy
xuất thứ nhất thao tác đọc bắt đầu ở vị trí đầu tập tin, cách thứ hai có một thao tác đặc
biệt gọi là SEEK cung cấp vị trí hiện thời làm vị trí bắt đầu. Sau đó tập tin được đọc tuần
tựtừ vị trí bắt đầu.
Một kiểu truy xuất khác là truy xuất trực tiếp. Một tập tin có cấu trúc là các mẫu tin
logic có kích thước bằng nhau, nó cho phép chương trình đọc hoặc ghi nhanh chóng mà
không cần theo thứ tự. Kiểu truy xuất này dựa trên mô hình của đĩa. Đĩa cho phép truy
xuất ngẫu nhiên bất kỳ khối dữ liệu nào của tập tin. Truy xuất trực tiếp được sử dụng
trong trường hợp phải truy xuất một khối lượng thông tin lớn như trong cơ sở dữ liệu
chẳng hạn. Ngoài ra còn có một số cách truy xuất khác dự trên kiểu truy xuất này như
truy xuất theo chỉ mục
4. Thuộc tính tập tin :
Ngoài tên và dữ liệu, hệ điều hành cung cấp thêm một số thông tin cho tập tin gọi là
thuộc tính.
Các thuộc tính thông dụng trong một số hệ thống tập tin :
Tên thuộc tính Ý nghĩa
Bảo vệ Ai có thể truy xuất được và bằng cách nào
Mật khẩu Mật khẩu cần thiết để truy xuất tập tin
Người tạo Id của người tạo tập tin
Người sở hữu Người sở hữu hiện tại
7
Chỉ đọc 0 là đọc ghi, 1 là chỉ đọc
An 0 là bình thường, 1 là không hiển thị khi
liệt kê
Hệ thống 0 là bình thường, 1 là tập tin hệ thống
Lưu trữ 0 đã đuợc backup, 1 cần backup

ASCII/binary 0 là tập tin văn bản, 1 là tập tin nhị phân
Truy xuất ngẫu
nhiên
0 truy xuất tuần tự, 1 là truy xuất ngẫu
nhiên
Temp 0 là bình thường, 1 là bị xóa khi tiến trình
kết thúc
Khóa 0 là không khóa, khác 0 là khóa
Độ dài của
record
Số byte trong một record
Vị trí khóa Offset của khóa trong mỗi record
Giờ tạo Ngày và giờ tạo tập tin
Thời gian truy
cập cuối cùng
Ngày và giờ truy xuất tập tin gần nhất
Thời gian thay
đổi cuối cùng
Ngày và giờ thay đổi tập tin gần nhất
Kích thước hiện
thời
Số byte của tập tin
Kích thước tối
đa.
Số byte tối đa của tập tin
Hình 8.3 Một số thuộc tính thông dụng của tập tin
8
III. Thư mục :
1. Hệ thống thư mục theo cấp bậc
Một thư mục thường thường chứa một số entry, mỗi entry cho một tập tin. Mỗi entry

chứa tên tập tin, thuộc tính và địa chỉ trên đĩa lưu dữ liệu hoặc một entry chỉ chứa tên tập
tin và một con trỏ, trỏ tới một cấu trúc, trên đó có thuộc tính và vị trí lưu trữ của tập tin.
Khi một tập tin được mở, hệ điều hành tìm trên thư mục của nó cho tới khi tìm thấy
tên của tập tin được mở. Sau đó nó sẽ xác định thuộc tính cũng như địa chỉ lưu trữ trên
đĩa và đưa vào một bảng trong bộ nhớ. Những truy xuất sau đó thực hiện trong bộ nhớ
chính.
Số lượng thư mục trên mỗi hệ thống là khác nhau. Thiết kế đơn giản nhất là hệ thống chỉ
có thư mục đơn(còn gọi là thư mục một cấp), chứa tất cả các tập tin của tất cả người
dùng, cách này dễ tổ chức và khai thác nhưng cũng dễ gây ra khó khăn khi có nhiều
người sử dụng vì sẽ có nhiều tập tin trùng tên. Ngay cả trong trường hợp chỉ có một
người sử dụng, nếu có nhiều tập tin thì việc đặt tên cho một tập tin mới không trùng lắp
là một vấn đề khó.
Cách thứ hai là có một thư mục gốc và trong đó có nhiều thư mục con, trong mỗi thư
mục con chứa tập tin của người sử dụng (còn gọi là thư mục hai cấp), cách này tránh
được trường hợp xung đột tên nhưng cũng còn khó khăn với người dùng có nhiều tập
tin. Người sử dụng luôn muốn nhóm các ứng dụng lại một cách logic.
Từ đó, hệ thống thư mục theo cấp bậc (còn gọi là cây thư mục) được hình thành với mô
hình một thư mục có thể chứa tập tin hoặc một thư mục con và cứ tiếp tục như vậy hình
thành cây thư mục như trong các hệ điều hành DOS, Windows, v. v
9
2. Đường dẫn
Khi một hệ thống tập tin được tổ chức thành một cây thư mục, có hai cách để xác định
một tên tập tin. Cách thứ nhất là đường dẫn tuyệt đối, mỗi tập tin được gán một đường
dẫn từ thư mục gốc đến tập tin. Ví dụ : /usr/ast/mailbox.
Dạng thứ hai là đường dẫn tương đối, dạng này có liên quan đến một khái niệm là thư
mục hiện hành hay thư mục làm việc. Người sử dụng có thể quy định một thư mục là
thư mục hiện hành. Khi đó đường dẫn không bắt đầu từ thư mục gốc mà liên quan đến
thư mục hiện hành. Ví dụ, nếu thư mục hiện hành là /usr/ast thì tập tin với đường dẫn
tuyệt đối /usr/ast/mailbox có thể được dùng đơn giản là mailbox.
Trong phần lớn hệ thống, mỗi tiến trình có một thư mục hiện hành riêng, khi một tiến

trình thay đổi thư mục làm việc và kết thúc, không có sự thay đổi để lại trên hệ thống tập
tin. Nhưng nếu một hàm thư viện thay đổi đường dẫn và sau đó không đổi lại thì sẽ có
ảnh hưởng đến tiến trình.
Hầu hết các hệ điều hành đều hỗ trợ hệ thống thư mục theo cấp bậc với hai entry đặc
biệt cho mỗi thư mục là “.” và ” “. “.” chỉ thư mục hiện hành, ” ” chỉ thư mục cha.
B-CÁC PHƯƠNG PHÁP CÀI ĐẶT HỆ THỐNG QUẢN LÝ TẬP TIN
Hệ thống tập tin được cài đặt trên đĩa. Để gia tăng hiệu quả trong việc truy xuất, mỗi
đơn vị dữ liệu được truy xuất gọi là một khối. Một khối dữ liệu bao gồm một hoặc nhiều
sector. Bộ phận tổ chức tập tin quản lý việc lưu trữ tập tin trên những khối vật lý bằng
cách sử dụng các bảng có cấu trúc.
10
I.BẢNG QUẢN LÝ THƯ MỤC, TẬP TIN
1. Khái niệm
Trước khi tập tin được đọc, tập tin phải được mở, để mở tập tin hệ thống phải biết
đường dẫn do người sử dụng cung cấp và được định vị trong cấu trúc đầu vào thư
mục (directory entry). Directory entry cung cấp các thông tin cần thiết để tìm
kiếm các khối. Tuỳ thuộc vào mỗi hệ thống, thông tin là địa chỉ trên đĩa của toàn
bộ tập tin, số hiệu của khối đầu tiên, hoặc là số I-node.
2. Cài đặt
Bảng này thường được cài đặt ở phần đầu của đĩa. Bảng là dãy các phần tử có
kích thước xác định, mỗi phần tử được gọi là một entry. Mỗi entry sẽ lưu thông
tin về tên, thuộc tính, vị trí lưu trữ của một tập tin hay thư mục.
Ví dụ quản lý thư mục trong CP/M :

IV. QUẢN LÝ ĐĨA
Tập tin được lưu trữ trên đĩa, do đó việc quản trị đĩa là hết sức quan trọng trong việc
cài đặt hệ thống tập tin. Có hai phương pháp lưu trữ : một là chứa tuần tự trên n byte
liên tiếp, hai là tập tin được chia làm thành từng khối. Cách thứ nhất không hiệu quả
khi truy xuất nhữngtập tin có kích thước lớn, do đó hầu hết các hệ thống tập tin đều
dùng khối có kích thước cố định.

a. Kích thước khối
Một vấn đề đặt ra là kích thước khối phải bằng bao nhiêu. Điều này phụ thuộc vào
tổ chức của đĩa như số sector, số track, số cylinder. Nếu dùng một cylinder cho
một khối cho một tập tin thì theo tính toán sẽ lãng phí đến 97% dung lượng đĩa.
Nên thông thường mỗi tập tin thường được lưu trên một số khối. Ví dụ một đĩa có
32768 byte trên một track, thời gian quay là 16.67 msec, thời gian tìm kiếm trung
11
bình là 30 msec thì thời gian tính bằng msec để đọc một khối kích thước k byte
là :
30 + 8.3 + (k/32768) x 16.67
Từ đó thống kê được kích thước khối thích hợp phải < 2K.
Thông thường kích thưóc khối là 512, 1K hay 2K.
b. Lưu giữa các khối trống
Có hai phương pháp. Một là sử dụng danh sách liên kết của khối đĩa. Mỗi khối
chứa một số các địa chỉ các khối trống. Ví dụ một khối có kích thước 1 K có thể
lưu trữ được 511 địa chỉ 16 bit. Một đĩa 20M cần khoảng 40 khối. Hai là, sử dụng
bitmap. Một đĩa n khối sẽ được ánh xạ thành n bit với giá trị 1 là còn trống, giá trị
0 là đã lưu dữ liệu. Như vậy một đĩa 20M cần 20K bit để lưu trữ nghĩa là chỉ có
khoảng 3 khối. Phương pháp thứ hai này thường được sử dụng hơn.

c. Cấu hình đĩa lưu trữ
Windows hỗ trợ 2 loại đĩa lưu trữ:
 Basic và dynamic
 Basic disk
Basic dick
Chứa tối đa 4 partition. Có thể chứa 3 paratition primary và 1 paratition extended rong
paratition extended có thể chứa nhiều paration logycal
12
Dynamic disk
• Đĩa lưu trữ Dynamic được chia thành các Dynamic volume. Dynamic có những

đặc tính mà basic disk không có. Đó là khả năng tạo 1 Dynamic volume trên
nhiều đĩa vật lý và khả năng dung lỗi,…
• Hỗ trợ 5 loại Danymic: volume simple ,volume spanned, volume striped, volume
memored và volume RAID-5
 VOLUME SIMPLE
• Chứa không gian lấy từ 1 Dynamic disk duy nhất
• Không gian của Volume simple có thể liên tục hoặc không liên tục trên cùng 1 đĩa
vật lý
 VOLUME SPANNED
• Được tạo ra từ ít nhất 2 đĩa Dynamic (tối đa là 32)
• Sử dung Volume spanned kgi muốn tăng kích thước cùa volume
• Dữ liệu dược lưu trữ tuần tự
• Không tăng hiệu năng không dung lỗi
 VOLUME STRIPED(RAID-0)
• Được tạo ra từ ít nhất 2 đĩa Dynamic(tối đa là 32)
• Dữ liệu được lưu trữ tuần tự trên từng dãy đĩa(striped) nên tăng hiệu năng hoạt
động
• Sử dụng volume striped khi muốn tăng dung lượng và hiệu suất hoạt động.
 VOLUME MIRRORED(RAID-1)
• Dùng 2 Dynamic disk:1 chính và 1 phụ
• Dữ liệu ghi trên đĩa chính cũng được ghi trên đĩa phụ(bản sao)
• Volume mirrored có khả năng dung lỗi tốt
• Dữ liệu ghi trên đĩa phụ nên làm giảm hiệu suất hoạt động
 VOLUME RAID-5
• Sử dụng ít nhất 3 dynamic disk(tối đa là 32)
• Sử dụng thêm 1 dãy striped để ghi thông tin
• Parity dùng để phục hồi dữ liệu bị hỏng
• RAID-5 tăng khả năng dung lỗi và tăng hiệu suất hoạt động
SỬ DỤNG CHƯƠNG TRÌNH DISK MANGAMENT (COMPUTER
MANGAMENT)

• Công cụ quản lý đĩa disk mangament dùng dùng để xem thuộc tín của đĩa
• Số thứ tự của đĩa vật lý
• Loại đĩa(basic,dynamic,CD-ROM,…)
• Trạng thái của đĩa(online hoặc offline)
13
• Dung lượng đĩa
• Loại thiết bị phần cứng
• Nhà sản xuất thiết bị ,tên cùa adapter
• Danh sách các volume đã tạo trên đĩa
• Xem thuộc tính của colume hoặc đĩa cục bộ:tab general,tab tools,hardware,tab
sharing…
Quản lý nén đĩa
 Windows server 2003 hỗ trợ cơ chế nén đĩa tự động và trong suốt
 Chỉ có thể sử dung trên paratition NTFS
Các thao tác thực hiên nén đĩa
Thiết lập hạn ngạch đĩa(Disk quota)
 Disk quota dùng để chỉ định dung lượng không gian lưu trữ tối đa của người dùng
 Chỉ có thể áp dụng trên paration NTFS
 Lượng không gian chiếm dụng được tính theo tập tin và thư mục. do người dùng
sở hữu và tính toán.
 Không gian trống được tính toán dựa vào hạn ngạch của người dùng
 Cấu hình hạn ngạch
14
V.. ĐỘ AN TOÀN CỦA HỆ THỐNG TẬP TIN
Một hệ thống tập tin bị hỏng còn nguy hiểm hơn máy tính bị hỏng vì những hư
hỏng trên thiết bị sẽ ít chi phí hơn là hệ thống tập tin vì nó ảnh hưởng đến các
phần mềm trên đó. Hơn nữa hệ thống tập tin không thể chống lại được như hư
hòng do phần cứng gây ra, vì vậy chúng phải cài đặt một số chức năng để bảo vệ.
1. Quản lý khối bị hỏng
Đĩa thường có những khối bị hỏng trong quá trình sử dụng đặc biệt đối với đĩa

cứng vì khó kiểm tra được hết tất cả.
Có hai giải pháp : phần mềm và phần cứng.
Phần cứng là dùng một sector trên đĩa để lưu giữ danh sách các khối bị hỏng. Khi
bộ kiểm soát tực hiện lần đầu tiên, nó đọc những khối bị hỏng và dùng một khối
thừa để lưu giữ. Từ đó không cho truy cập những khối hỏng nữa.
Phần mềm là hệ thống tập tin xây dựng một tập tin chứa các khối hỏng. Kỹ thuật
này loại trừ chúng ra khỏi danh sách các khối trống, do đó nó sẽ không được cấp
phát cho tập tin.
2. Backup
Mặc dù có các chiến lưọc quản lý các khối hỏng, nhưng một công việc hết sức
quan trọng là phải backup tập tin thường xuyên.
Tập tin trên đĩa mềm được backup bằng cách chép lại toàn bộ qua một đĩa khác.
Dữ liệu trên đĩa cứng nhỏ thì được backup trên các băng từ.
Đối với các đĩa cứng lớn, việc backup thường được tiến hành ngay trên nó. Một
chiến lược dể cài đặt nhưng lãng phí một nữa đĩa là chia đĩa cứng làm hai phần
một phần dữ liệu và một phần là backup. Mỗi tối, dữ liệu từ phần dữ liệu sẽ được
chép sang phần backup.
15
3. Tính không đổi của hệ thống tập tin
Một vấn đề nữa về độ an toàn là tính không đổi. Khi truy xuất một tập tin, trong
quá trình thực hiện, nếu có xảy ra những sự cố làm hệ thống ngừng hoạt động đột
ngột, lúc đó hàng loạt thông tin chưa được cập nhật lên đĩa. Vì vậy mỗi lân khởi
động ,hệ thống sẽ thực hiện việc kiểm tra trên hai phần khối và tập tin. Việc kiểm
tra thực hiện, khi phát hiện ra lỗi sẽ tiến hành sữa chữa cho các trường hợp cụ
thể:
Hình 9.8 Trạng thái của hệ thống tập tin
16
VI. PHẦN CỨNG NHẬP/XUẤT
Hình ảnh về một số loại ổ cứng
1. Thiết bị I/O

Các thiết bị nhập xuầt có thể chia tương đối thành hai loại là thiết bị khối và thiết bị tuần
tự.
Thiết bị khối là thiết bị mà thông tin được lưu trữ trong những khối có kích thước cố
định và được định vị bởi địa chỉ. Kích thước thông thường của một khối là khoảng từ
128 bytes đến 1024 bytes. Đặc điểm của thiết bị khối là chúng có thể được truy xuất
(đọc hoặc ghi) từng khối riêng biệt, và chương trình có thể truy xuất một khối bất kỳ nào
đó. Đĩa là một ví dụ cho loại thiết bị khối.
Một dạng thiết bị thứ hai là thiết bị tuần tự. Ở dạng thiết bị này, việc gửi và nhận thông
tin dựa trên là chuỗi các bits, không có xác định địa chỉ và không thể thực hiện thao tác
seek được. Màn hình, bàn phím, máy in, card mạng, chuột, và các loại thiết bị khác
không phải dạng đĩa là thiết bị tuần tự.
Việc phân chia các lớp như trên không hoàn toàn tối ưu, một số các thiết bị không phù
hợp với hai lớp trên, ví dụ : đồng hồ, bộ nhớ màn hình v.v không thực hiện theo cơ chế
tuần tự các bits. Ngoài ra, người ta còn phân loại các thiết bị I/O dưới một tiêu chuẩn
khác :
Thiết bị tương tác được với con người : dùng để giao tiếp giữa người và máy. Ví dụ :
màn hình, bàn phím, chuột, máy in
Thiết bị tương tác trong hệ thống máy tính là các thiết bị giao tiếp với nhau. Ví dụ : đĩa,
băng từ, card giao tiếp
Thiết bị truyền thồng : như modem
Những điểm khác nhau giữa các thiết bị I/O gồm :
Tốc độ truyền dữ liệu, ví dụ bàn phím : 0.01 KB/s, chuột 0.02 KB/s
Công dụng.
Đơn vị truyền dữ liệu (khối hoặc ký tự).
Biểu diễn dữ liệu, điều này tùy thuộc vào từng thiết bị cụ thể.
Tình trạng lỗi : nguyên nhân gây ra lỗi, cách mà chúng báo về
2. Tổ chức của chức năng I/O
Có ba cách để thực hiện I/O :
17
• Một là, bộ xử lý phát sinh một lệnh I/O đến các đơn vị I/O, sau đó, nó chờ trong

trạng thái “busy” cho đến khi thao tác này hoàn tất trước khi tiếp tục xử lý.
• Hai là, bộ xử lý phát sinh một lệnh I/O đến các đơn vị I/O, sau đó, nó tiếp tục việc
xử lý cho tới khi nhận được một ngắt từ đơn vị I/O báo là đã hoàn tất, nó tạm
ngưng việc xử lý hiện tại để chuyển qua xử lý ngắt.
• Ba là, sử dụng cơ chế DMA (như được đề cập ở sau)
• Các bước tiến hóa của chức năng I/O :
• Bộ xử lý kiểm soát trực tiếp các thiết bị ngoại vi.
• Hệ thống có thêm bộ điều khiển thiết bị. Bộ xử lý sử dụng cách thực hiện nhập
xuất thứ nhất. Theo cách này bộ xử lý được tách rời khỏi các mô tả chi tiết của
các thiết bị ngoại vi.
• Bộ xử lý sử dụng thêm cơ chế ngắt.
• Sử dụng cơ chế DMA, bộ xử lý truy xuất những dữ liệu I/O trực tiếp trong bộ nhớ
chính.
3. Bộ điều khiển thiết bị
Một đơn vị bị nhập xuất thường được chia làm hai thành phần chính là thành phần cơ và
thành phần điện tử. Thành phần điện tử được gọi là bộ phận điều khiển thiết bị hay bộ
tương thích, trong các máy vi tính thường được gọi là card giao tiếp. Thành phần cơ
chính là bản thân thiết bị.
Một bộ phận điều khiển thường có bộ phận kết nối trên chúng để có thể gắn thiết bị lên
đó. Một bộ phận điều khiển có thể quản lý được hai, bốn hay thậm chí tám thiết bị khác
nhau. Nếu giao tiếp giữa thiết bị và bộ phận điều khiển là các chuẩn như ANSI, IEEE
hay ISO thì nhà sản xuất thiết bị và bộ điều khiển phải tuân theo chuẩn đó, ví dụ : bộ
điều khiển đĩa được theo chuẩn giao tiếp của IBM.
Giao tiếp giữa bộ điều khiển và thiết bị là giao tiếp ở mức thấp.
Chức năng của bộ điều khiển là giao tiếp với hệ điều hành vì hệ điều hành không thể
truy xuất trực tiếp với thiết bị. Việc thông tin thông qua hệ thống đường truyền gọi là
bus.
Công việc của bộ điều khiển là chuyển đổi dãy các bit tuần tự trong một khối các byte
và thực hiện sửa chửa nếu cần thiết. Thông thường khối các byte được tổ chức thành
từng bit và đặt trong buffer của bộ điều khiển. Sau khi thực hiện checksum nội dung của

18
buffer sẽ được chuyển vào bộ nhớ chính. Ví dụ : bộ điều khiển cho màn hình đọc các
byte của ký tự để hiển thị trong bộ nhớ và tổ chức các tín hiệu để điều khiển các tia của
CRT để xuất trên màn ảnh bằng cách quét các tia dọc và ngang. Nếu không có bộ điều
khiển, lập trình viên hệ điều hành phải tạo thêm chương trình điều khiển tín hiệu analog
cho đèn hình. Với bộ điều khiển, hệ điều hành chỉ cần khởi động chúng với một số tham
số như số ký tự trên một dòng, số dòng trên màn hình và bộ điều khiển sẽ thực hiện điều
khiển các tia.
Mỗi bộ điều khiển có một số thanh ghi để liên lạc với CPU. Trên một số máy tính, các
thanh ghi này là một phần của bộ nhớ chính tại một địa chỉ xác định gọi là ánh xạ bộ
nhớ nhập xuất. Hệ máy PC dành ra một vùng địa chỉ đặc biệt gọi là địa chỉ nhập xuất và
trong đó được chia làm nhiều đoạn, mỗi đoạn cho một loại thiết bị như sau :
Bộ điều khiển
nhập/xuất
Địa chỉ nhập/xuất Vectơ ngắt
Đồng hồ 040 – 043 8
Bàn phím 060 – 063 9
RS232 phụ 2F8 – 2FF 11
Đĩa cứng 320 – 32F 13
Máy in 378 – 37F 15
Màn hình mono 380 – 3BF –
Màn hình màu 3D0 – 3DF –
Đĩa mềm 3F0 – 3F7 14
RS232 chính 3F8 – 3FF 12
Hệ điều hành thực hiện nhập xuất bằng cách ghi lệnh lên các thanh ghi của bộ điều
khiển. Ví dụ : bộ điều khiển đĩa mềm của IBMPC chấp nhận 15 lệnh khác nhau như:
READ, WRITE, SEEK, FORMAT, RECALIBRATE, một số lệnh có tham số và các
tham số cũng được nạp vào thanh ghi. Khi một lệnh đã được chấp nhận, CPU sẽ rời bộ
điều khiển để thực hiện công việc khác. Sau khi thực hiện xong, bộ điều khiển phát sinh
một ngắt để báo hiệu cho CPU biết và đến lấy kết quả được lưu giữ trong các thanh ghi.

4. DMA (Direct Memory Access)
Cơ chế DMA giúp cho CPU không bị lãng phí thời gian. Khi sử dụng, CPU gửi cho
bộ điều khiển một số các thông số như địa chỉ trên đĩa của khối, địa chỉ trong bộ nhớ nơi
định vị khối, số lượng byte dữ liệu để chuyển.
19
Sau khi bộ điều khiển đã đọc toàn bộ dữ liệu từ thiết bị vào buffer của nó và kiểm tra
checksum. Bộ điều khiển chuyển byte đầu tiên vào bộ nhớ chính tại địa chỉ được mô tả
bởi địa chỉ bộ nhớ DMA. Sau đó nó tăng địa chỉ DMA và giảm số bytes phải chuyển.
Quá trình này lập cho tới khi số bytes phải chuyển bằng 0, và bộ điều khiển tạo một
ngắt. Như vậy không cần phải copy khối vào trong bộ nhớ, nó đã hiện hữu trong bộ nhớ.

VII. PHẦN MỀM NHẬP/XUẤT
Mục tiêu chung của thiết bị logic là dể biểu diễn. Thiết bị logic được tổ chức thành
nhiều lớp. Lớp dưới cùng giao tiếp với phần cứng, lớp trên cùng giao tiếp tốt, thân thiện
với người sử dụng. Khái niệm then chốt của thiết bị logic là độc lập thiết bị, ví dụ : có
thể viết chương trình truy xuất file trên đĩa mềm hay đĩa cứng mà không cần phải mô tả
lại chương trình cho từng loại thiết bị. Ngoài ra, thiết bị logic phải có khả năng kiểm
soát lỗi. Thiết bị logic được tổ chức thành bốn lớp : Kiểm soát lỗi, điều khiển thiết bị,
phần mềm hệ điều hành độc lập thiết bị, phần mềm mức người sử dụng.
1. Kiểm soát ngắt
Ngắt là một hiện tượng phức tạp. Nó phải cần được che dấu sâu trong hệ điều hành, và
một phần ít của hệ thống biết về chúng. Cách tốt nhất để che dấu chúng là hệ điều hành
có mọi tiến trình thực hiện thao tác nhập xuất cho tới khi hoàn tất mới tạo ra một ngắt.
Tiến trình có thể tự khóa lại bằng cách thực hiện lệnh WAIT theo một biến điều kiện
hoặc RECEIVE theo một thông điệp.
Khi một ngắt xảy ra, hàm xử lý ngắt khởi tạo một tiến trình mới để xử lý ngắt. Nó sẽ
thực hiện một tín hiệu trên biến điều kiện và gửi những thông điệp đến cho các tiến trình
bị khóa. Tổng quát, chức năng của ngắt là làm cho một tiến trình đang bị khóa được thi
hành trở lại.
2. Điều khiển thiết bị (device drivers)

Tất cả các đoạn mã độc lập thiết bị đều được chuyển đến device drivers. Mỗi device
drivers kiểm soát mỗi loại thiết bị, nhưng cũng có khi là một tập hợp các thiết bị liên
quan mật thiết với nhau.
Device drivers phát ra các chỉ thị và kiểm tra xem chỉ thị đó có được thực hiện chính xác
không. Ví dụ, driver của đĩa là phần duy nhất của hệ điều hành kiểm soát bộ điều khiển
20
đĩa. Nó quản lý sectors, tracks, cylinders, head, chuyển động, interleave, và các thành
phần khác giúp cho các thao tác đĩa được thực hiện tốt.
Chức năng của device drivers là nhận những yêu cầu trừu tượng từ phần mềm nhập/xuất
độc lập thiết bị ở lớp trên, và giám sát yêu cầu này thực hiện. Nếu driver đang rảnh, nó
sẽ thực hiện ngay yêu cầu, ngược lại, yêu cầu đó sẽ được đưa vào hàng đợi.
Ví dụ, bước đầu tiên của yêu cầu nhập/xuất đĩa là chuyển từ trừu tượng thành cụ thể.
Driver của đĩa phải biết khối nào cần đọc, kiểm tra sự hoạt động của motor đĩa, xác định
vị trí của đầu đọc đã đúng chưa v.v…
Nghĩa là device drivers phải xác định được những thao tác nào của bộ điều khiển phải
thi hành và theo trình tự nào. Một khi đã xác định được chỉ thị cho bộ điều khiển, nó bắt
đầu thực hiện bằng cách chuyển lệnh vào thanh ghi của bộ điều khiển thiết bị. Bộ điều
khiển có thể nhận một hay nhiều chỉ thị liên tiếp và sau đó tự nó thực hiện không cần sự
trợ giúp của hệ điều hành. Trong khi lệnh thực hiện. Có hai trường hợp xảy ra : Một là
device drivers phải chờ cho tới khi bộ điều khiển thực hiện xong bằng cách tự khóa lại
cho tới khi một ngắt phát sinh mở khóa cho nó. Hai là, hệ điều hành chấm dứt mà không
chờ, vì vậy driver không cần thiết phải khóa.
Sau khi hệ điều hành hoàn tất việc kiểm tra lỗi và nếu mọi thứ đều ổn driver sẽ chuyển
dữ liệu cho phần mềm độc lập thiết bị. Cuối cùng nó sẽ trả về thông tin về trạng thái hay
lỗi cho nơi gọi và nếu có một yêu cầu khác ở hàng đợi, nó sẽ thực hiện tiếp, nếu không
nó sẽ khóa lại chờ đến yêu cầu tiếp theo.
3. Phần mềm nhập/xuất độc lập thiết bị
Mặc dù một số phần mềm nhập/xuất mô tả thiết bị nhưng phần lớn chúng là độc lập với
thiết bị. Ranh giới chính xác giữa drivers và phần mềm độc lập thiết bị là độc lập về mặt
hệ thống, bởi vì một số hàm mà được thi hành theo kiểu độc lập thiết bị có thể được thi

hành trên drivers vì lý do hiệu quả hay những lý dó khác nào đó.
Giao tiếp đồng nhất cho device
drivers
Đặt tên thiết bị
Bảo vệ thiết bị
Cung cấp khối độc lập thiết bị
Tổ chức buffer
Định vị lưu trữ trên thiết bị khối
Cấp phát và giải phóng thiết bị tận
hiến
21
Báo lỗi
Chức năng cơ bản của phần mềm nhập/xuất độc lập thiết bị là những chức năng chung
cho tất cả các thiết bị và cung cấp một giao tiếp đồng nhất cho phần mềm phạm vi người
sử dụng.
Thứ hai là bảo vệ thiết bị, là cho phép hay không cho phép người sử dụng truy xuất thiết
bị. Các hệ điều hành có thể có hay không có chức năng này.
Thứ ba là cung cấp khối dữ liệu độc lập thiết bị vì ví dụ những đĩa khác nhau sẽ có kích
thước sector khác nhau và điều này sẽ gây khó khăn cho các phần mềm người sử dụng ở
lớp trên. Chức năng này cung cấp các khối dữ liệu logic độc lập với kích thước sector
vật lý.
Thứ tư là cung cấp buffer để hỗ trợ cho đồng bộ hóa quá trình hoạt động của hệ thống.
Ví dụ buffer cho bàn phím.
Thứ năm là định vị lưu trữ trên các thiết bị khối.
Thứ sáu là cấp phát và giải phóng các thiết bị tận hiến.
Cuối cùng là thông báo lỗi cho lớp bên trên từ các lỗi do device driver báo về.
4. Phần mềm nhập/xuất phạm vi người sử dụng
Hầu hết các phần mềm nhập/xuất đều ở bên trong của hệ điều hành và một phần nhỏ của
chúng chứa các thư viện liên kết với chương trình của người sử dụng ngay cả những
chương trình thi hành bên ngoài hạt nhân.

Lời gọi hệ thống, bao gồm lời gọi hệ thống nhập/xuất thường được thực hiện bởi các
hàm thư viện. Ví dụ khi trong chương trình C có lệnh
count = write(fd, buffer, nbytes) ;
Hàm thư viện write được địch và liên kết dưới dạng nhị phân và nằm trong bộ nhớ khi
thi hành. Tập hợp tất cả những hàm thư viện này rõ ràng là một phần của hệ thống
nhập/xuất.
Không phải tất cả các phần mềm nhập/xuất đều chứa hàm thư viện, có một loại quan
trọng khác gọi là hệ thống spooling dùng để khai thác tối đa thiết bị nhập/xuất trong hệ
thống đa chương.
Các hàm thư viện chuyển các tham số thích hợp cho lời gọi hệ thống và hàm thư viện
thực hiện việc định dạng cho nhập và xuất như lệnh printf trong C. Thư viện nhập/xuất
chuẩn chứa một số hàm có chức năng nhập/xuất và tất cả chạy như chương trình người
dùng.
Chức năng của spooling là tránh trường hợp một tiến trình đang truy xuất thiết bị,
chiếm giữ thiết bị nhưng sau đó không làm gì cả trong một khoảng thời gian và như vậy
các tiến trình khác bị ảnh hưởng vì không thể truy xuất thiết bị đó. Một ví dụ của
spooling device là line printer. Spooling còn được sử dụng trong hệ thống mạng như hệ
thống e-mail chẳng hạn.
22
C-QUẢN LÝ HỆ THỐNG NHẬP XUẤT
Một trong những mục tiêu của hệ điều hành là che dấu những đặc thù của các thiết bị
phần cứng đối với người sử dụng thay vào đó là một lớp thân thiện hơn, người sử dụng
dể thao tác hơn. Một hệ thống nhập/xuất bao gồm :
 Hệ thống buffer caching.
 Giao tiếp điều khiển thiết bị (device drivers) tổng quát.
 Bộ điều khiển cho các thiết bị phần cứng.
 Chỉ có device driver mới hiểu đến cấu trúc đặc thù của thiết bị mà nó mô tả.
I. Quản lý hệ thống tập tin :
Hệ thống quản lý tập tin là thành phần rõ ràng nhất trong hệ điều hành. Máy tính có thể
lưu trữ thông tin trong nhiều dạng thiết bị vật lý khác nhau : băng từ, đĩa từ,, đĩa

quang, Mỗi dạng có những đặc thù riêng về mặt tổ chức vật lý. Mỗi thiết bị có một bộ
kiểm soát như bộ điều khiển đĩa (disk driver) và có những tính chất riêng. Những tính
chất này là tốc độ, khả năng lưu trữ, tốc độ truyền dữ liệu và cách truy xuất.
Để cho việc sử dụng hệ thống máy tính thuận tiện, hệ điều hành cung cấp một cái nhìn
logic đồng nhất về hệ thống lưu trữ thông tin. Hệ điều hành định nghĩa một đơn vị lưu
trữ logic là tập tin. Hệ điều hành tạo một ánh xạ từ tập tin đến vùng thông tin trên đĩa và
truy xuất những tập tin này thông qua thiết bị lưu trữ.
Một tập tin là một tập hợp những thông tin do người tạo ra nó xác định. Thông thường
một tập tin đại diện cho một chương trình và dữ liệu. Dữ liệu của tập tin có thể là số, là
ký tự, hay ký số. Tập tin thường có dạng tự do, như tập tin văn bản, nhị phân (là tập tin
chứa dãy các bit). (Xem bài VIII)
Vai trò của hệ điều hành trong việc quản lý tập tin :
Tạo và xoá một tập tin.
Tạo và xoá một thư mục.
Hỗ trợ các thao tác trên tập tin và thư mục.
Ánh xạ tập tin trên hệ thống lưu trữ phụ.
Backup tập tin trên các thiết bị lưu trữ.
23
II. Hệ thống bảo vệ :
Trong một hệ thống nhiều người sử dụng và cho phép nhiều tiến trình diễn ra đồng thời,
các tiến trình phải được bảo vệ đối với những hoạt động khác.Do đó, hệ thống cung cấp
cơ chế để đảm bảo rằng tập tin, bộ nhớ, CPU, và những tài nguyên khác chỉ được truy
xuất bởi những tiến trình có quyền. Ví dụ, bộ nhớ đảm bảo rằng tiến trình chỉ được thi
hành trong phạm vi địa chỉ của nó. Bộ thời gian đảm bảo rằng không có tiến trình nào
độc chiếm CPU. Cuối cùng các thiết bị ngoại vi cũng được bảo vệ.
Hệ thống bảo vệ là một cơ chế kiểm soát quá trình truy xuất của chương trình, tiến trình,
hoặc người sử dụng với tài nguyên của hệ thống. Cơ chế này cũng cung cấp cách thức
để mô tả lại mức độ kiểm soát.
Hệ thống bảo vệ cũng làm tăng độ an toàn khi kiểm tra lỗi trong giao tiếp giữa những hệ
thống nhỏ bên trong.

D- GIỚI THIỆU MỘT SỐ HỆ THỐNG I/O
I. HỆ THỐNG I/O ĐĨA
Hầu như tất cả các máy tính đều có đĩa để lưu trữ thông tin. Đĩa có ba ưu điểm chính
hơn sử dụng bộ nhớ chính để lưu trữ :
Dung lượng lưu trữ lớn hơn rất nhiều.
Giá trên một bit rẻ hơn.
Thông tin không bị mất đi khi không còn cung cấp điện.
1. Phần cứng đĩa
Một đĩa bao gồm nhiều cylinder, mỗi cylinder chứa nhiều track trên các head. Mỗi track
được chia làm nhiều sector (từ 8 đến 32). Mỗi sector có số byte là như nhau dù vị trí của
nó ở gần tâm hay ở ngoài rìa đĩa, những khoảng trống thừa không dùng đến.
Một đặc điểm thiết bị cài đặt quan trọng cho driver của đĩa là khả năng của bộ điều
khiển thực hiện tìm kiếm trên hai hay nhiều driver cùng lúc gọi là tìm kiếm chồng.
Trong khi bộ điều khiển và phần mềm đợi việc tìm kiếm hoàn tất trên một đĩa, bộ điều
khiển có thể khởi động việc tìm kiếm trên đĩa khác. Các bộ điều khiển không thể cùng
lúc đọc hoặc ghi trên hai driver vì khả năng này có thể làm giảm thời gian truy xuất
trung bình.
2. Các thuật toán đọc đĩa
Tất cả mọi công việc đều phụ thuộc vào việc nạp chương trình và nhập xuất tập tin, do
đó điều quan trọng là dịch vụ đĩa phải càng nhanh càng tốt. Hệ điều hành có thể tổ chức
dịch vụ truy xuất đĩa tốt hơn bằng cách lập lịch yêu cầu truy xuất đĩa.
24
Tốc độ đĩa bao gồm ba phần. Để truy xuất các khối trên đĩa, trước tiên phải di chuyển
đầu đọc đến track hay cylinder thích hợp, thao tác này gọi là seek và thời gian để hoàn
tất gọi là seek time. Một khi đã đến đúng track, còn phải chờ cho đến khi khối cần thiết
đến dưới đầu đọc. Thời gian chờ này gọi là latency time. Cuối cùng là vận chuyển dữ
liệu giữa đĩa và bộ nhớ chính gọi là transfer time. Tổng thời gian cho dịch vụ đĩa chính
là tổng của ba khoảng thời gian trên. Trong đó seek time và latency time là mất nhiều
thời gian nhất, do đó để giảm thiểu thời gian truy xuất hệ điều hành đưa ra các thuật toán

lập lịch truy xuất.
 Lập lịch FCFS :
Phương pháp lập lịch đơn giản nhất là FCFS(first-come,first-served). Thuật toán này rất
dể lập trình nhưng không cung cấp được một dịch vụ tốt. Ví dụ : cần phải đọc các khối
theo thứ tự như sau :
98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, và 67
Giả sử hiện tại đầu đọc đang ở vị trí 53. Như vậy đầu đọc lần lượt đi qua các khối 53,
98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, và 67 như hình sau :
 Lập lịch SSTF (shortest-seek-time-first)
Thuật toán này sẽ di chuyển đầu đọc đến các khối cần thiết theo vị trí lần lượt gần với vị
trí hiện hành của đầu đọc nhất. Ví dụ : cần đọc các khối như sau :
98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, và 67
Giả sử hiện tại đầu đọc đang ở vị trí 53. Như vậy đầu đọc lần lượt đi qua các khối 53,
65, 67, 37, 14, 98, 122, 124 và 183 như hình sau :
25
MỤC LỤCLỜI NÓI ĐẦU : 2M ỤC LỤC 3A – HỆ THỐNG QUẢN LÝ TẬP TIN 5I. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 5 a. Tập tin và thư mục 5 b. Hệ thống quản trị tập tin 5II. MÔ HÌNH TỔ CHỨC VÀ QUẢN LÝ CÁC TẬP TIN 61. Tên tập tin : 62. Cấu trúc của tập tin : 63. Kiểu tập tin : 64. Thuộc tính tập tin : 7III. Thư mục : 91. Hệ thống thư mục theo cấp bậc 92. Đường dẫn 10B – CÁC PHƯƠNG PHÁP CÀI ĐẶT HỆ THỐNG QUẢN LÝ TẬP TIN 10I. BẢNG QUẢN LÝ THƯ MỤC, TẬP TIN 111. Khái niệm 112. Cài đặt 11IV. QUẢN LÝ ĐĨA 11 a. Kích thước khối 11 b. Lưu giữa những khối trống 12 c. Cấu hình đĩa lưu trữ 12V ĐỘ AN TOÀN CỦA HỆ THỐNG TẬP TIN 151. Quản lý khối bị hỏng 152. Backup 153. Tính không đổi của mạng lưới hệ thống tập tin 16VI. PHẦN CỨNG NHẬP / XUẤT 171. Thiết bị I / O 172. Tổ chức của công dụng I / O 173. Bộ tinh chỉnh và điều khiển thiết bị 184. DMA ( Direct Memory Access ) 19VII. PHẦN MỀM NHẬP / XUẤT 201. Kiểm soát ngắt 202. Điều khiển thiết bị ( device drivers ) 203. Phần mềm nhập / xuất độc lập thiết bị 214. Phần mềm nhập / xuất khoanh vùng phạm vi người sử dụng 22C – QUẢN LÝ HỆ THỐNG NHẬP XUẤT 23I. Quản lý mạng lưới hệ thống tập tin : 23II. Hệ thống bảo vệ : 24D – GIỚI THIỆU MỘT SỐ HỆ THỐNG I / O 24I. HỆ THỐNG I / O ĐĨA 241. Phần cứng đĩa 242. Các thuật toán đọc đĩa 243. Quản lý lỗi 284. RAM Disks 295. Interleave 3030Q uản lý bộ nhớ ngoài của hệ điều hànhwindowsA – HỆ THỐNG QUẢN LÝ TẬP TINI. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢNMáy tính phải sử dụng thiết bị có năng lực lưu trữ trong thời hạn dài ( long-term ) vì : Phải chứa những lượng thông tin rất lớn ( giữ vé máy bay, ngân hàng nhà nước ) tin tức phải được lưu giữ một thời hạn dài trước khi xử lýNhiều tiến trình hoàn toàn có thể truy vấn thông tin cùng lúc. Giải pháp là sử dụng những thiết bị lưu trữ bên ngoài gọi là bộ nhớ ngoàia. Tập tin và thư mục • Tập tinTập tin là đơn vị chức năng lưu trữ thông tin của bộ nhớ ngoài. Các tiến trình hoàn toàn có thể đọc hay tạomới tập tin nếu thiết yếu. Thông tin trên tập tin là vững chắc không bị ảnh hưởng tác động bởi cácxử lý tạo hay kết thúc những tiến trình, chỉ mất đi khi user thật sự muốn xóa. Tập tin đượcquản lý bởi hệ điều hành. • Thư mục : Để lưu trữ dãy những tập tin, mạng lưới hệ thống quản trị tập tin cung ứng thư mục, mà trong nhiều mạng lưới hệ thống hoàn toàn có thể coi như là tập tin. b. Hệ thống quản trị tập tinCác tập tin được quản trị bởi hệ điều hành với chính sách gọi là mạng lưới hệ thống quản trị tập tin. Baogồm : cách hiển thị, những yếu tố cấu thành tập tin, cách đặt tên, cách truy xuất, cách sửdụng và bảo vệ tập tin, những thao tác trên tập tin. Cách tổ chức triển khai thư mục, những đặc tính vàcác thao tác trên thư mục. II. MÔ HÌNH TỔ CHỨC VÀ QUẢN LÝ CÁC TẬP TIN1. Tên tập tin : Tập tin là một chính sách trừu tượng và để quản trị mỗi đối tượng người dùng phải có một tên. Khi tiếntrình tạo một tập tin, nó sẽ đặt một tên, khi tiến trình kết thúc tập tin vẫn sống sót và có thểđược truy xuất bởi những tiến trình khác với tên tập tin đó. Cách đặt tên tập tin của mỗi hệ điều hành là khác nhau, hầu hết những hệ điều hành cho phépsử dụng 8 vần âm để đặt tên tập tin như ctdl, caycb, tamhghau v.v …, thường thường thìcác ký tự số và ký tự đặc biệt quan trọng cũng được sử dụng như baitap2 …, Hệ thống tập tin hoàn toàn có thể có hay không phân biệt chữ thường và chữ hoa. Nhiều hệ thốngtập tin tương hỗ tên tập tin gồm 2 phần được ngăn cách bởi dấu ‘. ’ mà phần sau được gọi làphần lan rộng ra. Ví dụ : vidu.txt. Trên trong thực tiễn phần lan rộng ra có hữu dụng trong 1 số ít trường hợp, ví dụ như có nhữngtrình dịch C chỉ nhận ra những tập tin có phần lan rộng ra là. C2. Cấu trúc của tập tin : Gồm 3 loại : Dãy tuần tự những byte không cấu trúc : hệ điều hành không biết nội dung của tập tin : MS-DOS và UNIX sử dụng loại này. Dãy những record có chiều dài cố định và thắt chặt. Cấu trúc cây : gồm cây của những record, không thiết yếu có cùng độ dài, mỗi recordcó một trường khóa giúp cho việc tìm kiếm nhanh hơn. 3. Kiểu tập tin : Nếu hệ điều hành nhận ra được loại tập tin, nó có thể thao tác một cách hài hòa và hợp lý trên tậptin đó. Các hệ điều hành tương hỗ cho nhiều loại tập tin khác nhau gồm có những kiểu như : tập tin thường, thư mục, tập tin có ký tự đặc biệt quan trọng, tập tin khối. Tập tin thường : là tập tin text hay tập tin nhị phân chứa thông tin của người sử dụng. Thư mục : là những tập tin mạng lưới hệ thống dùng để lưu giữ cấu trúc của mạng lưới hệ thống tập tin. Tập tin có ký tự đặc biệt quan trọng : tương quan đến nhập xuất trải qua những thiết bị nhập xuất tuầntự như màn hình hiển thị, máy in, mạng. Tập tin khối : dùng để truy xuất trên thiết bị đĩa. Tập tin thường được chia làm hai loại là tập tin văn bản và tập tin nhị phân. Tập tin văn bản chứa những dòng văn bản cuối dòng có ký hiệu enter. Mỗi dòng có độ dàicó thể khác nhau. Ưu điểm của kiểu tập tin này là nó hoàn toàn có thể hiển thị, in hay soạn thảo vớimột editor thường thì. Đa số những chương trình dùng tập tin văn bản để nhập xuất, nócũng thuận tiện làm đầu vào và đầu ra cho chính sách pipeline. Tập tin nhị phân : có cấu trúc khác tập tin văn bản. Mặc dù về mặt kỹ thuật, tập tin nhịphân gồm dãy những byte, nhưng hệ điều hành chỉ thực thi tập tin đó nếu nó có cấu trúcđúngTruy xuất tập tin : Tập tin lưu trữ những thông tin. Khi tập tin được sử dụng, những thông tin này được đưa vàobộ nhớ của máy tính. Có nhiều cách để truy xuất chúng. Một số mạng lưới hệ thống phân phối chỉmột giải pháp truy xuất, 1 số ít mạng lưới hệ thống khác, như IBM ví dụ điển hình được cho phép nhiềucách truy xuất. Kiểu truy xuất tập tin đơn thuần nhất là truy xuất tuần tự. Tiến trình đọc tổng thể những bytetrong tập tin theo thứ tự từ đầu. Các trình soạn thảo hay trình biên dịch cũng truy xuấttập tin theo cách này. Hai thao tác đa phần trên tập tin là đọc và ghi. Thao tác đọc sẽ đọcmột mẫu tin tiếp theo trên tập tin và tự động hóa tăng con trỏ tập tin. Thao tác ghi cũngtương tự như vậy. Tập tin hoàn toàn có thể tự khởi động lại từ vị trí tiên phong và trong 1 số ít hệthống tập tin được cho phép vận động và di chuyển con trỏ tập tin đi tới hoặc đi lui n mẫu tin. Truy xuất kiểu này thuận tiện cho những loại băng từ và cũng là cách truy xuất khá thôngdụng. Truy xuất tuần tự thiết yếu cho nhiều ứng dụng. Có hai cách truy xuất. Cách truyxuất thứ nhất thao tác đọc mở màn ở vị trí đầu tập tin, cách thứ hai có một thao tác đặcbiệt gọi là SEEK cung ứng vị trí hiện thời làm vị trí mở màn. Sau đó tập tin được đọc tuầntựtừ vị trí khởi đầu. Một kiểu truy xuất khác là truy xuất trực tiếp. Một tập tin có cấu trúc là những mẫu tinlogic có kích cỡ bằng nhau, nó được cho phép chương trình đọc hoặc ghi nhanh gọn màkhông cần theo thứ tự. Kiểu truy xuất này dựa trên quy mô của đĩa. Đĩa được cho phép truyxuất ngẫu nhiên bất kể khối tài liệu nào của tập tin. Truy xuất trực tiếp được sử dụngtrong trường hợp phải truy xuất một khối lượng thông tin lớn như trong cơ sở dữ liệuchẳng hạn. Ngoài ra còn có 1 số ít cách truy xuất khác dự trên kiểu truy xuất này nhưtruy xuất theo chỉ mục4. Thuộc tính tập tin : Ngoài tên và tài liệu, hệ điều hành cung cấp thêm một số ít thông tin cho tập tin gọi làthuộc tính. Các thuộc tính thông dụng trong một số ít mạng lưới hệ thống tập tin : Tên thuộc tính Ý nghĩaBảo vệ Ai hoàn toàn có thể truy xuất được và bằng cách nàoMật khẩu Mật khẩu thiết yếu để truy xuất tập tinNgười tạo Id của người tạo tập tinNgười chiếm hữu Người sở hữu hiện tạiChỉ đọc 0 là đọc ghi, 1 là chỉ đọcAn 0 là thông thường, 1 là không hiển thị khiliệt kêHệ thống 0 là thông thường, 1 là tập tin hệ thốngLưu trữ 0 đã đuợc backup, 1 cần backupASCII / binary 0 là tập tin văn bản, 1 là tập tin nhị phânTruy xuất ngẫunhiên0 truy xuất tuần tự, 1 là truy xuất ngẫunhiênTemp 0 là thông thường, 1 là bị xóa khi tiến trìnhkết thúcKhóa 0 là không khóa, khác 0 là khóaĐộ dài củarecordSố byte trong một recordVị trí khóa Offset của khóa trong mỗi recordGiờ tạo Ngày và giờ tạo tập tinThời gian truycập cuối cùngNgày và giờ truy xuất tập tin gần nhấtThời gian thayđổi cuối cùngNgày và giờ đổi khác tập tin gần nhấtKích thước hiệnthờiSố byte của tập tinKích thước tốiđa. Số byte tối đa của tập tinHình 8.3 Một số thuộc tính thông dụng của tập tinIII. Thư mục : 1. Hệ thống thư mục theo cấp bậcMột thư mục thường thường chứa 1 số ít entry, mỗi entry cho một tập tin. Mỗi entrychứa tên tập tin, thuộc tính và địa chỉ trên đĩa lưu tài liệu hoặc một entry chỉ chứa tên tậptin và một con trỏ, trỏ tới một cấu trúc, trên đó có thuộc tính và vị trí lưu trữ của tập tin. Khi một tập tin được mở, hệ điều hành tìm trên thư mục của nó cho tới khi tìm thấytên của tập tin được mở. Sau đó nó sẽ xác lập thuộc tính cũng như địa chỉ lưu trữ trênđĩa và đưa vào một bảng trong bộ nhớ. Những truy xuất sau đó triển khai trong bộ nhớchính. Số lượng thư mục trên mỗi mạng lưới hệ thống là khác nhau. Thiết kế đơn thuần nhất là mạng lưới hệ thống chỉcó thư mục đơn ( còn gọi là thư mục một cấp ), chứa tổng thể những tập tin của toàn bộ ngườidùng, cách này dễ tổ chức triển khai và khai thác nhưng cũng dễ gây ra khó khăn vất vả khi có nhiềungười sử dụng vì sẽ có nhiều tập tin trùng tên. Ngay cả trong trường hợp chỉ có mộtngười sử dụng, nếu có nhiều tập tin thì việc đặt tên cho một tập tin mới không trùng lắplà một yếu tố khó. Cách thứ hai là có một thư mục gốc và trong đó có nhiều thư mục con, trong mỗi thưmục con chứa tập tin của người sử dụng ( còn gọi là thư mục hai cấp ), cách này tránhđược trường hợp xung đột tên nhưng cũng còn khó khăn vất vả với người dùng có nhiều tậptin. Người sử dụng luôn muốn nhóm những ứng dụng lại một cách logic. Từ đó, mạng lưới hệ thống thư mục theo cấp bậc ( còn gọi là cây thư mục ) được hình thành với môhình một thư mục hoàn toàn có thể chứa tập tin hoặc một thư mục con và cứ liên tục như vậy hìnhthành cây thư mục như trong những hệ điều hành DOS, Windows, v. v2. Đường dẫnKhi một mạng lưới hệ thống tập tin được tổ chức triển khai thành một cây thư mục, có hai cách để xác địnhmột tên tập tin. Cách thứ nhất là đường dẫn tuyệt đối, mỗi tập tin được gán một đườngdẫn từ thư mục gốc đến tập tin. Ví dụ : / usr / ast / mailbox. Dạng thứ hai là đường dẫn tương đối, dạng này có tương quan đến một khái niệm là thưmục hiện hành hay thư mục thao tác. Người sử dụng hoàn toàn có thể pháp luật một thư mục làthư mục hiện hành. Khi đó đường dẫn không mở màn từ thư mục gốc mà tương quan đếnthư mục hiện hành. Ví dụ, nếu thư mục hiện hành là / usr / ast thì tập tin với đường dẫntuyệt đối / usr / ast / mailbox hoàn toàn có thể được dùng đơn thuần là mailbox. Trong phần lớn mạng lưới hệ thống, mỗi tiến trình có một thư mục hiện hành riêng, khi một tiếntrình biến hóa thư mục thao tác và kết thúc, không có sự đổi khác để lại trên mạng lưới hệ thống tậptin. Nhưng nếu một hàm thư viện biến hóa đường dẫn và sau đó không đổi lại thì sẽ cóảnh hưởng đến tiến trình. Hầu hết những hệ điều hành đều tương hỗ mạng lưới hệ thống thư mục theo cấp bậc với hai entry đặcbiệt cho mỗi thư mục là “. ” và ” “. “. ” chỉ thư mục hiện hành, ” ” chỉ thư mục cha. B-CÁC PHƯƠNG PHÁP CÀI ĐẶT HỆ THỐNG QUẢN LÝ TẬP TINHệ thống tập tin được thiết lập trên đĩa. Để ngày càng tăng hiệu suất cao trong việc truy xuất, mỗiđơn vị tài liệu được truy xuất gọi là một khối. Một khối tài liệu gồm có một hoặc nhiềusector. Bộ phận tổ chức triển khai tập tin quản trị việc lưu trữ tập tin trên những khối vật lý bằngcách sử dụng những bảng có cấu trúc. 10I. BẢNG QUẢN LÝ THƯ MỤC, TẬP TIN1. Khái niệmTrước khi tập tin được đọc, tập tin phải được mở, để mở tập tin mạng lưới hệ thống phải biếtđường dẫn do người sử dụng cung ứng và được xác định trong cấu trúc nguồn vào thưmục ( directory entry ). Directory entry phân phối những thông tin thiết yếu để tìmkiếm những khối. Tuỳ thuộc vào mỗi mạng lưới hệ thống, thông tin là địa chỉ trên đĩa của toànbộ tập tin, số hiệu của khối tiên phong, hoặc là số I-node. 2. Cài đặtBảng này thường được thiết lập ở phần đầu của đĩa. Bảng là dãy những thành phần cókích thước xác lập, mỗi thành phần được gọi là một entry. Mỗi entry sẽ lưu thôngtin về tên, thuộc tính, vị trí lưu trữ của một tập tin hay thư mục. Ví dụ quản trị thư mục trong CP / M : IV. QUẢN LÝ ĐĨATập tin được lưu trữ trên đĩa, do đó việc quản trị đĩa là rất là quan trọng trong việccài đặt mạng lưới hệ thống tập tin. Có hai chiêu thức lưu trữ : một là chứa tuần tự trên n byteliên tiếp, hai là tập tin được chia làm thành từng khối. Cách thứ nhất không hiệu quảkhi truy xuất nhữngtập tin có size lớn, do đó hầu hết những mạng lưới hệ thống tập tin đềudùng khối có kích cỡ cố định và thắt chặt. a. Kích thước khốiMột yếu tố đặt ra là kích thước khối phải bằng bao nhiêu. Điều này phụ thuộc vào vàotổ chức của đĩa như số sector, số track, số cylinder. Nếu dùng một cylinder chomột khối cho một tập tin thì theo đo lường và thống kê sẽ tiêu tốn lãng phí đến 97 % dung tích đĩa. Nên thường thì mỗi tập tin thường được lưu trên một số ít khối. Ví dụ một đĩa có32768 byte trên một track, thời hạn quay là 16.67 msec, thời hạn tìm kiếm trung11bình là 30 msec thì thời hạn tính bằng msec để đọc một khối size k bytelà : 30 + 8.3 + ( k / 32768 ) x 16.67 Từ đó thống kê được kích thước khối thích hợp phải < 2K. Thông thường kích thưóc khối là 512, 1K hay 2K. b. Lưu giữa những khối trốngCó hai giải pháp. Một là sử dụng list link của khối đĩa. Mỗi khốichứa 1 số ít những địa chỉ những khối trống. Ví dụ một khối có size 1 K có thểlưu trữ được 511 địa chỉ 16 bit. Một đĩa 20M cần khoảng chừng 40 khối. Hai là, sử dụngbitmap. Một đĩa n khối sẽ được ánh xạ thành n bit với giá trị 1 là còn trống, giá trị0 là đã lưu tài liệu. Như vậy một đĩa 20M cần 20K bit để lưu trữ nghĩa là chỉ cókhoảng 3 khối. Phương pháp thứ hai này thường được sử dụng hơn. c. Cấu hình đĩa lưu trữWindows tương hỗ 2 loại đĩa lưu trữ :  Basic và dynamic  Basic diskBasic dickChứa tối đa 4 partition. Có thể chứa 3 paratition primary và 1 paratition extended rongparatition extended hoàn toàn có thể chứa nhiều paration logycal12Dynamic disk • Đĩa lưu trữ Dynamic được chia thành những Dynamic volume. Dynamic có nhữngđặc tính mà basic disk không có. Đó là năng lực tạo 1 Dynamic volume trênnhiều đĩa vật lý và năng lực dung lỗi, … • Hỗ trợ 5 loại Danymic : volume simple, volume spanned, volume striped, volumememored và volume RAID-5  VOLUME SIMPLE • Chứa khoảng trống lấy từ 1 Dynamic disk duy nhất • Không gian của Volume simple hoàn toàn có thể liên tục hoặc không liên tục trên cùng 1 đĩavật lý  VOLUME SPANNED • Được tạo ra từ tối thiểu 2 đĩa Dynamic ( tối đa là 32 ) • Sử dung Volume spanned kgi muốn tăng size cùa volume • Dữ liệu dược lưu trữ tuần tự • Không tăng hiệu năng không dung lỗi  VOLUME STRIPED ( RAID-0 ) • Được tạo ra từ tối thiểu 2 đĩa Dynamic ( tối đa là 32 ) • Dữ liệu được lưu trữ tuần tự trên từng dãy đĩa ( striped ) nên tăng hiệu năng hoạtđộng • Sử dụng volume striped khi muốn tăng dung tích và hiệu suất hoạt động giải trí.  VOLUME MIRRORED ( RAID-1 ) • Dùng 2 Dynamic disk : 1 chính và 1 phụ • Dữ liệu ghi trên đĩa chính cũng được ghi trên đĩa phụ ( bản sao ) • Volume mirrored có năng lực dung lỗi tốt • Dữ liệu ghi trên đĩa phụ nên làm giảm hiệu suất hoạt động giải trí  VOLUME RAID-5 • Sử dụng tối thiểu 3 dynamic disk ( tối đa là 32 ) • Sử dụng thêm 1 dãy striped để ghi thông tin • Parity dùng để hồi sinh tài liệu bị hỏng • RAID-5 tăng năng lực dung lỗi và tăng hiệu suất hoạt độngSỬ DỤNG CHƯƠNG TRÌNH DISK MANGAMENT ( COMPUTERMANGAMENT ) • Công cụ quản trị đĩa disk mangament dùng dùng để xem thuộc tín của đĩa • Số thứ tự của đĩa vật lý • Loại đĩa ( basic, dynamic, CD-ROM, … ) • Trạng thái của đĩa ( trực tuyến hoặc offline ) 13 • Dung lượng đĩa • Loại thiết bị phần cứng • Nhà sản xuất thiết bị, tên cùa adapter • Danh sách những volume đã tạo trên đĩa • Xem thuộc tính của colume hoặc đĩa cục bộ : tab general, tab tools, hardware, tabsharing … Quản lý nén đĩa  Windows server 2003 tương hỗ chính sách nén đĩa tự động hóa và trong suốt  Chỉ hoàn toàn có thể sử dung trên paratition NTFSCác thao tác thực hiên nén đĩaThiết lập hạn ngạch đĩa ( Disk quota )  Disk quota dùng để chỉ định dung tích khoảng trống lưu trữ tối đa của người dùng  Chỉ hoàn toàn có thể vận dụng trên paration NTFS  Lượng khoảng trống chiếm hữu được tính theo tập tin và thư mục. do người dùngsở hữu và thống kê giám sát.  Không gian trống được giám sát dựa vào hạn ngạch của người dùng  Cấu hình hạn ngạch14V. . ĐỘ AN TOÀN CỦA HỆ THỐNG TẬP TINMột mạng lưới hệ thống tập tin bị hỏng còn nguy khốn hơn máy tính bị hỏng vì những hưhỏng trên thiết bị sẽ ít ngân sách hơn là mạng lưới hệ thống tập tin vì nó ảnh hưởng tác động đến cácphần mềm trên đó. Hơn nữa mạng lưới hệ thống tập tin không hề chống lại được như hưhòng do phần cứng gây ra, thế cho nên chúng phải setup 1 số ít tính năng để bảo vệ. 1. Quản lý khối bị hỏngĐĩa thường có những khối bị hỏng trong quy trình sử dụng đặc biệt quan trọng so với đĩacứng vì khó kiểm tra được hết toàn bộ. Có hai giải pháp : ứng dụng và phần cứng. Phần cứng là dùng một sector trên đĩa để lưu giữ list những khối bị hỏng. Khibộ trấn áp tực hiện lần tiên phong, nó đọc những khối bị hỏng và dùng một khốithừa để lưu giữ. Từ đó không cho truy vấn những khối hỏng nữa. Phần mềm là mạng lưới hệ thống tập tin thiết kế xây dựng một tập tin chứa những khối hỏng. Kỹ thuậtnày loại trừ chúng ra khỏi list những khối trống, do đó nó sẽ không được cấpphát cho tập tin. 2. BackupMặc dù có những chiến lưọc quản trị những khối hỏng, nhưng một việc làm hết sứcquan trọng là phải backup tập tin tiếp tục. Tập tin trên đĩa mềm được backup bằng cách chép lại hàng loạt qua một đĩa khác. Dữ liệu trên đĩa cứng nhỏ thì được backup trên những băng từ. Đối với những đĩa cứng lớn, việc backup thường được triển khai ngay trên nó. Mộtchiến lược dể thiết lập nhưng tiêu tốn lãng phí một nữa đĩa là chia đĩa cứng làm hai phầnmột phần tài liệu và một phần là backup. Mỗi tối, tài liệu từ phần tài liệu sẽ đượcchép sang phần backup. 153. Tính không đổi của mạng lưới hệ thống tập tinMột yếu tố nữa về độ bảo đảm an toàn là tính không đổi. Khi truy xuất một tập tin, trongquá trình thực thi, nếu có xảy ra những sự cố làm mạng lưới hệ thống ngừng hoạt động giải trí độtngột, lúc đó hàng loạt thông tin chưa được update lên đĩa. Vì vậy mỗi lân khởiđộng, mạng lưới hệ thống sẽ triển khai việc kiểm tra trên hai phần khối và tập tin. Việc kiểmtra thực thi, khi phát hiện ra lỗi sẽ triển khai sữa chữa cho những trường hợp cụthể : Hình 9.8 Trạng thái của mạng lưới hệ thống tập tin16VI. PHẦN CỨNG NHẬP / XUẤTHình ảnh về một số ít loại ổ cứng1. Thiết bị I / OCác thiết bị nhập xuầt hoàn toàn có thể chia tương đối thành hai loại là thiết bị khối và thiết bị tuầntự. Thiết bị khối là thiết bị mà thông tin được lưu trữ trong những khối có size cốđịnh và được xác định bởi địa chỉ. Kích thước thường thì của một khối là khoảng chừng từ128 bytes đến 1024 bytes. Đặc điểm của thiết bị khối là chúng hoàn toàn có thể được truy xuất ( đọc hoặc ghi ) từng khối riêng không liên quan gì đến nhau, và chương trình hoàn toàn có thể truy xuất một khối bất kể nàođó. Đĩa là một ví dụ cho loại thiết bị khối. Một dạng thiết bị thứ hai là thiết bị tuần tự. Ở dạng thiết bị này, việc gửi và nhận thôngtin dựa trên là chuỗi những bits, không có xác lập địa chỉ và không hề triển khai thao tácseek được. Màn hình, bàn phím, máy in, card mạng, chuột, và những loại thiết bị kháckhông phải dạng đĩa là thiết bị tuần tự. Việc phân loại những lớp như trên không trọn vẹn tối ưu, 1 số ít những thiết bị không phùhợp với hai lớp trên, ví dụ : đồng hồ đeo tay, bộ nhớ màn hình hiển thị v.v không triển khai theo cơ chếtuần tự những bits. Ngoài ra, người ta còn phân loại những thiết bị I / O dưới một tiêu chuẩnkhác : Thiết bị tương tác được với con người : dùng để tiếp xúc giữa người và máy. Ví dụ : màn hình hiển thị, bàn phím, chuột, máy inThiết bị tương tác trong mạng lưới hệ thống máy tính là những thiết bị tiếp xúc với nhau. Ví dụ : đĩa, băng từ, card giao tiếpThiết bị truyền thồng : như modemNhững điểm khác nhau giữa những thiết bị I / O gồm : Tốc độ truyền tài liệu, ví dụ bàn phím : 0.01 KB / s, chuột 0.02 KB / sCông dụng. Đơn vị truyền tài liệu ( khối hoặc ký tự ). Biểu diễn tài liệu, điều này tùy thuộc vào từng thiết bị đơn cử. Tình trạng lỗi : nguyên do gây ra lỗi, cách mà chúng báo về2. Tổ chức của tính năng I / OCó ba cách để thực thi I / O : 17 • Một là, bộ giải quyết và xử lý phát sinh một lệnh I / O đến những đơn vị chức năng I / O, sau đó, nó chờ trongtrạng thái " busy " cho đến khi thao tác này hoàn tất trước khi liên tục giải quyết và xử lý. • Hai là, bộ giải quyết và xử lý phát sinh một lệnh I / O đến những đơn vị chức năng I / O, sau đó, nó liên tục việcxử lý cho tới khi nhận được một ngắt từ đơn vị chức năng I / O báo là đã hoàn tất, nó tạmngưng việc giải quyết và xử lý hiện tại để chuyển qua giải quyết và xử lý ngắt. • Ba là, sử dụng chính sách DMA ( như được đề cập ở sau ) • Các bước tiến hóa của tính năng I / O : • Bộ giải quyết và xử lý trấn áp trực tiếp những thiết bị ngoại vi. • Hệ thống có thêm bộ điều khiển và tinh chỉnh thiết bị. Bộ giải quyết và xử lý sử dụng cách thực thi nhậpxuất thứ nhất. Theo cách này bộ giải quyết và xử lý được tách rời khỏi những diễn đạt chi tiết cụ thể củacác thiết bị ngoại vi. • Bộ giải quyết và xử lý sử dụng thêm chính sách ngắt. • Sử dụng chính sách DMA, bộ giải quyết và xử lý truy xuất những tài liệu I / O trực tiếp trong bộ nhớchính. 3. Bộ tinh chỉnh và điều khiển thiết bịMột đơn vị chức năng bị nhập xuất thường được chia làm hai thành phần chính là thành phần cơ vàthành phần điện tử. Thành phần điện tử được gọi là bộ phận tinh chỉnh và điều khiển thiết bị hay bộtương thích, trong những máy vi tính thường được gọi là card tiếp xúc. Thành phần cơchính là bản thân thiết bị. Một bộ phận điều khiển và tinh chỉnh thường có bộ phận liên kết trên chúng để hoàn toàn có thể gắn thiết bị lênđó. Một bộ phận điều khiển và tinh chỉnh hoàn toàn có thể quản trị được hai, bốn hay thậm chí còn tám thiết bị khácnhau. Nếu tiếp xúc giữa thiết bị và bộ phận điều khiển và tinh chỉnh là những chuẩn như ANSI, IEEEhay ISO thì nhà phân phối thiết bị và bộ tinh chỉnh và điều khiển phải tuân theo chuẩn đó, ví dụ : bộđiều khiển đĩa được theo chuẩn tiếp xúc của IBM.Giao tiếp giữa bộ điều khiển và tinh chỉnh và thiết bị là tiếp xúc ở mức thấp. Chức năng của bộ tinh chỉnh và điều khiển là tiếp xúc với hệ điều hành vì hệ điều hành không thểtruy xuất trực tiếp với thiết bị. Việc thông tin trải qua mạng lưới hệ thống đường truyền gọi làbus. Công việc của bộ điều khiển và tinh chỉnh là quy đổi dãy những bit tuần tự trong một khối những bytevà thực thi sửa chửa nếu thiết yếu. Thông thường khối những byte được tổ chức triển khai thànhtừng bit và đặt trong buffer của bộ tinh chỉnh và điều khiển. Sau khi thực thi checksum nội dung của18buffer sẽ được chuyển vào bộ nhớ chính. Ví dụ : bộ tinh chỉnh và điều khiển cho màn hình hiển thị đọc cácbyte của ký tự để hiển thị trong bộ nhớ và tổ chức triển khai những tín hiệu để tinh chỉnh và điều khiển những tia củaCRT để xuất trên màn ảnh bằng cách quét những tia dọc và ngang. Nếu không có bộ điềukhiển, lập trình viên hệ điều hành phải tạo thêm chương trình tinh chỉnh và điều khiển tín hiệu analogcho đèn hình. Với bộ tinh chỉnh và điều khiển, hệ điều hành chỉ cần khởi động chúng với 1 số ít thamsố như số ký tự trên một dòng, số dòng trên màn hình hiển thị và bộ tinh chỉnh và điều khiển sẽ triển khai điềukhiển những tia. Mỗi bộ điều khiển và tinh chỉnh có một số ít thanh ghi để liên lạc với CPU. Trên một số ít máy tính, cácthanh ghi này là một phần của bộ nhớ chính tại một địa chỉ xác lập gọi là ánh xạ bộnhớ nhập xuất. Hệ máy PC dành ra một vùng địa chỉ đặc biệt quan trọng gọi là địa chỉ nhập xuất vàtrong đó được chia làm nhiều đoạn, mỗi đoạn cho một loại thiết bị như sau : Bộ điều khiểnnhập / xuấtĐịa chỉ nhập / xuất Vectơ ngắtĐồng hồ 040 - 043 8B àn phím 060 - 063 9RS232 phụ 2F8 - 2FF 11 Đĩa cứng 320 - 32F 13M áy in 378 - 37F 15M àn hình mono 380 - 3BF - Màn hình màu 3D0 - 3DF - Đĩa mềm 3F0 - 3F7 14RS232 chính 3F8 - 3FF 12H ệ điều hành triển khai nhập xuất bằng cách ghi lệnh lên những thanh ghi của bộ điềukhiển. Ví dụ : bộ điều khiển và tinh chỉnh đĩa mềm của IBMPC gật đầu 15 lệnh khác nhau như : READ, WRITE, SEEK, FORMAT, RECALIBRATE, một số ít lệnh có tham số và cáctham số cũng được nạp vào thanh ghi. Khi một lệnh đã được gật đầu, CPU sẽ rời bộđiều khiển để triển khai việc làm khác. Sau khi thực thi xong, bộ tinh chỉnh và điều khiển phát sinhmột ngắt để báo hiệu cho CPU biết và đến lấy hiệu quả được lưu giữ trong những thanh ghi. 4. DMA ( Direct Memory Access ) Cơ chế DMA giúp cho CPU không bị tiêu tốn lãng phí thời hạn. Khi sử dụng, CPU gửi chobộ tinh chỉnh và điều khiển 1 số ít những thông số kỹ thuật như địa chỉ trên đĩa của khối, địa chỉ trong bộ nhớ nơiđịnh vị khối, số lượng byte tài liệu để chuyển. 19S au khi bộ tinh chỉnh và điều khiển đã đọc hàng loạt tài liệu từ thiết bị vào buffer của nó và kiểm trachecksum. Bộ tinh chỉnh và điều khiển chuyển byte tiên phong vào bộ nhớ chính tại địa chỉ được mô tảbởi địa chỉ bộ nhớ DMA. Sau đó nó tăng địa chỉ DMA và giảm số bytes phải chuyển. Quá trình này lập cho tới khi số bytes phải chuyển bằng 0, và bộ tinh chỉnh và điều khiển tạo mộtngắt. Như vậy không cần phải copy khối vào trong bộ nhớ, nó đã hiện hữu trong bộ nhớ. VII. PHẦN MỀM NHẬP / XUẤTMục tiêu chung của thiết bị logic là dể trình diễn. Thiết bị logic được tổ chức triển khai thànhnhiều lớp. Lớp dưới cùng tiếp xúc với phần cứng, lớp trên cùng tiếp xúc tốt, thân thiệnvới người sử dụng. Khái niệm then chốt của thiết bị logic là độc lập thiết bị, ví dụ : cóthể viết chương trình truy xuất file trên đĩa mềm hay đĩa cứng mà không cần phải mô tảlại chương trình cho từng loại thiết bị. Ngoài ra, thiết bị logic phải có năng lực kiểmsoát lỗi. Thiết bị logic được tổ chức triển khai thành bốn lớp : Kiểm soát lỗi, tinh chỉnh và điều khiển thiết bị, ứng dụng hệ điều hành độc lập thiết bị, ứng dụng mức người sử dụng. 1. Kiểm soát ngắtNgắt là một hiện tượng kỳ lạ phức tạp. Nó phải cần được che dấu sâu trong hệ điều hành, vàmột phần ít của mạng lưới hệ thống biết về chúng. Cách tốt nhất để che dấu chúng là hệ điều hànhcó mọi tiến trình triển khai thao tác nhập xuất cho tới khi hoàn tất mới tạo ra một ngắt. Tiến trình hoàn toàn có thể tự khóa lại bằng cách triển khai lệnh WAIT theo một biến điều kiệnhoặc RECEIVE theo một thông điệp. Khi một ngắt xảy ra, hàm giải quyết và xử lý ngắt khởi tạo một tiến trình mới để giải quyết và xử lý ngắt. Nó sẽthực hiện một tín hiệu trên biến điều kiện kèm theo và gửi những thông điệp đến cho những tiến trìnhbị khóa. Tổng quát, công dụng của ngắt là làm cho một tiến trình đang bị khóa được thihành trở lại. 2. Điều khiển thiết bị ( device drivers ) Tất cả những đoạn mã độc lập thiết bị đều được chuyển đến device drivers. Mỗi devicedrivers trấn áp mỗi loại thiết bị, nhưng cũng có khi là một tập hợp những thiết bị liênquan mật thiết với nhau. Device drivers phát ra những thông tư và kiểm tra xem thông tư đó có được triển khai chính xáckhông. Ví dụ, driver của đĩa là phần duy nhất của hệ điều hành trấn áp bộ điều khiển20đĩa. Nó quản trị sectors, tracks, cylinders, head, hoạt động, interleave, và những thànhphần khác giúp cho những thao tác đĩa được thực thi tốt. Chức năng của device drivers là nhận những nhu yếu trừu tượng từ ứng dụng nhập / xuấtđộc lập thiết bị ở lớp trên, và giám sát nhu yếu này thực thi. Nếu driver đang rảnh, nósẽ triển khai ngay nhu yếu, ngược lại, nhu yếu đó sẽ được đưa vào hàng đợi. Ví dụ, bước tiên phong của nhu yếu nhập / xuất đĩa là chuyển từ trừu tượng thành đơn cử. Driver của đĩa phải biết khối nào cần đọc, kiểm tra sự hoạt động giải trí của motor đĩa, xác địnhvị trí của đầu đọc đã đúng chưa v.v … Nghĩa là device drivers phải xác lập được những thao tác nào của bộ điều khiển và tinh chỉnh phảithi hành và theo trình tự nào. Một khi đã xác lập được thông tư cho bộ tinh chỉnh và điều khiển, nó bắtđầu thực thi bằng cách chuyển lệnh vào thanh ghi của bộ điều khiển và tinh chỉnh thiết bị. Bộ điềukhiển hoàn toàn có thể nhận một hay nhiều thông tư liên tục và sau đó tự nó triển khai không cần sựtrợ giúp của hệ điều hành. Trong khi lệnh thực thi. Có hai trường hợp xảy ra : Một làdevice drivers phải chờ cho tới khi bộ điều khiển và tinh chỉnh triển khai xong bằng cách tự khóa lạicho tới khi một ngắt phát sinh mở khóa cho nó. Hai là, hệ điều hành chấm hết mà khôngchờ, vì thế driver không thiết yếu phải khóa. Sau khi hệ điều hành hoàn tất việc kiểm tra lỗi và nếu mọi thứ đều ổn driver sẽ chuyểndữ liệu cho ứng dụng độc lập thiết bị. Cuối cùng nó sẽ trả về thông tin về trạng thái haylỗi cho nơi gọi và nếu có một nhu yếu khác ở hàng đợi, nó sẽ triển khai tiếp, nếu khôngnó sẽ khóa lại chờ đến nhu yếu tiếp theo. 3. Phần mềm nhập / xuất độc lập thiết bịMặc dù 1 số ít ứng dụng nhập / xuất miêu tả thiết bị nhưng phần lớn chúng là độc lập vớithiết bị. Ranh giới đúng mực giữa drivers và ứng dụng độc lập thiết bị là độc lập về mặthệ thống, chính do 1 số ít hàm mà được thi hành theo kiểu độc lập thiết bị hoàn toàn có thể được thihành trên drivers vì nguyên do hiệu suất cao hay những lý dó khác nào đó. Giao tiếp giống hệt cho devicedriversĐặt tên thiết bịBảo vệ thiết bịCung cấp khối độc lập thiết bịTổ chức bufferĐịnh vị lưu trữ trên thiết bị khốiCấp phát và giải phóng thiết bị tậnhiến21Báo lỗiChức năng cơ bản của ứng dụng nhập / xuất độc lập thiết bị là những tính năng chungcho tổng thể những thiết bị và cung ứng một tiếp xúc như nhau cho ứng dụng khoanh vùng phạm vi ngườisử dụng. Thứ hai là bảo vệ thiết bị, là được cho phép hay không được cho phép người sử dụng truy xuất thiếtbị. Các hệ điều hành hoàn toàn có thể có hay không có công dụng này. Thứ ba là phân phối khối tài liệu độc lập thiết bị vì ví dụ những đĩa khác nhau sẽ có kíchthước sector khác nhau và điều này sẽ gây khó khăn vất vả cho những ứng dụng người sử dụng ởlớp trên. Chức năng này cung ứng những khối tài liệu logic độc lập với kích cỡ sectorvật lý. Thứ tư là phân phối buffer để tương hỗ cho đồng điệu hóa quy trình hoạt động giải trí của mạng lưới hệ thống. Ví dụ buffer cho bàn phím. Thứ năm là xác định lưu trữ trên những thiết bị khối. Thứ sáu là cấp phép và giải phóng những thiết bị tận hiến. Cuối cùng là thông tin lỗi cho lớp bên trên từ những lỗi do device driver báo về. 4. Phần mềm nhập / xuất khoanh vùng phạm vi người sử dụngHầu hết những ứng dụng nhập / xuất đều ở bên trong của hệ điều hành và một phần nhỏ củachúng chứa những thư viện link với chương trình của người sử dụng ngay cả nhữngchương trình thi hành bên ngoài hạt nhân. Lời gọi mạng lưới hệ thống, gồm có lời gọi mạng lưới hệ thống nhập / xuất thường được triển khai bởi cáchàm thư viện. Ví dụ khi trong chương trình C có lệnhcount = write ( fd, buffer, nbytes ) ; Hàm thư viện write được địch và link dưới dạng nhị phân và nằm trong bộ nhớ khithi hành. Tập hợp tổng thể những hàm thư viện này rõ ràng là một phần của hệ thốngnhập / xuất. Không phải toàn bộ những ứng dụng nhập / xuất đều chứa hàm thư viện, có một loại quantrọng khác gọi là mạng lưới hệ thống spooling dùng để khai thác tối đa thiết bị nhập / xuất trong hệthống đa chương. Các hàm thư viện chuyển những tham số thích hợp cho lời gọi mạng lưới hệ thống và hàm thư việnthực hiện việc định dạng cho nhập và xuất như lệnh printf trong C. Thư viện nhập / xuấtchuẩn chứa 1 số ít hàm có tính năng nhập / xuất và toàn bộ chạy như chương trình ngườidùng. Chức năng của spooling là tránh trường hợp một tiến trình đang truy xuất thiết bị, chiếm giữ thiết bị nhưng sau đó không làm gì cả trong một khoảng chừng thời hạn và như vậycác tiến trình khác bị tác động ảnh hưởng vì không hề truy xuất thiết bị đó. Một ví dụ củaspooling device là line printer. Spooling còn được sử dụng trong mạng lưới hệ thống mạng như hệthống e-mail ví dụ điển hình. 22C - QUẢN LÝ HỆ THỐNG NHẬP XUẤTMột trong những tiềm năng của hệ điều hành là che dấu những đặc trưng của những thiết bịphần cứng so với người sử dụng thay vào đó là một lớp thân thiện hơn, người sử dụngdể thao tác hơn. Một mạng lưới hệ thống nhập / xuất gồm có :  Hệ thống buffer caching.  Giao tiếp tinh chỉnh và điều khiển thiết bị ( device drivers ) tổng quát.  Bộ tinh chỉnh và điều khiển cho những thiết bị phần cứng.  Chỉ có device driver mới hiểu đến cấu trúc đặc trưng của thiết bị mà nó diễn đạt. I. Quản lý mạng lưới hệ thống tập tin : Hệ thống quản trị tập tin là thành phần rõ ràng nhất trong hệ điều hành. Máy tính có thểlưu trữ thông tin trong nhiều dạng thiết bị vật lý khác nhau : băng từ, đĩa từ, , đĩaquang, Mỗi dạng có những đặc trưng riêng về mặt tổ chức triển khai vật lý. Mỗi thiết bị có một bộkiểm soát như bộ tinh chỉnh và điều khiển đĩa ( disk driver ) và có những đặc thù riêng. Những tínhchất này là vận tốc, năng lực lưu trữ, vận tốc truyền tài liệu và cách truy xuất. Để cho việc sử dụng mạng lưới hệ thống máy tính thuận tiện, hệ điều hành cung cấp một cái nhìnlogic giống hệt về mạng lưới hệ thống lưu trữ thông tin. Hệ điều hành định nghĩa một đơn vị chức năng lưutrữ logic là tập tin. Hệ điều hành tạo một ánh xạ từ tập tin đến vùng thông tin trên đĩa vàtruy xuất những tập tin này trải qua thiết bị lưu trữ. Một tập tin là một tập hợp những thông tin do người tạo ra nó xác lập. Thông thườngmột tập tin đại diện thay mặt cho một chương trình và tài liệu. Dữ liệu của tập tin hoàn toàn có thể là số, làký tự, hay ký số. Tập tin thường có dạng tự do, như tập tin văn bản, nhị phân ( là tập tinchứa dãy những bit ). ( Xem bài VIII ) Vai trò của hệ điều hành trong việc quản trị tập tin : Tạo và xoá một tập tin. Tạo và xoá một thư mục. Hỗ trợ những thao tác trên tập tin và thư mục. Ánh xạ tập tin trên mạng lưới hệ thống lưu trữ phụ. Backup tập tin trên những thiết bị lưu trữ. 23II. Hệ thống bảo vệ : Trong một mạng lưới hệ thống nhiều người sử dụng và được cho phép nhiều tiến trình diễn ra đồng thời, những tiến trình phải được bảo vệ so với những hoạt động giải trí khác. Do đó, mạng lưới hệ thống cung cấpcơ chế để bảo vệ rằng tập tin, bộ nhớ, CPU, và những tài nguyên khác chỉ được truyxuất bởi những tiến trình có quyền. Ví dụ, bộ nhớ bảo vệ rằng tiến trình chỉ được thihành trong khoanh vùng phạm vi địa chỉ của nó. Bộ thời hạn bảo vệ rằng không có tiến trình nàođộc chiếm CPU. Cuối cùng những thiết bị ngoại vi cũng được bảo vệ. Hệ thống bảo vệ là một chính sách trấn áp quy trình truy xuất của chương trình, tiến trình, hoặc người sử dụng với tài nguyên của mạng lưới hệ thống. Cơ chế này cũng phân phối cách thứcđể diễn đạt lại mức độ trấn áp. Hệ thống bảo vệ cũng làm tăng độ bảo đảm an toàn khi kiểm tra lỗi trong tiếp xúc giữa những hệthống nhỏ bên trong. D - GIỚI THIỆU MỘT SỐ HỆ THỐNG I / OI. HỆ THỐNG I / O ĐĨAHầu như toàn bộ những máy tính đều có đĩa để lưu trữ thông tin. Đĩa có ba ưu điểm chínhhơn sử dụng bộ nhớ chính để lưu trữ : Dung lượng lưu trữ lớn hơn rất nhiều. Giá trên một bit rẻ hơn. Thông tin không bị mất đi khi không còn phân phối điện. 1. Phần cứng đĩaMột đĩa gồm có nhiều cylinder, mỗi cylinder chứa nhiều track trên những head. Mỗi trackđược chia làm nhiều sector ( từ 8 đến 32 ). Mỗi sector có số byte là như nhau dù vị trí củanó ở gần tâm hay ở ngoài rìa đĩa, những khoảng chừng trống thừa không dùng đến. Một đặc thù thiết bị setup quan trọng cho driver của đĩa là năng lực của bộ điềukhiển triển khai tìm kiếm trên hai hay nhiều driver cùng lúc gọi là tìm kiếm chồng. Trong khi bộ tinh chỉnh và điều khiển và ứng dụng đợi việc tìm kiếm hoàn tất trên một đĩa, bộ điềukhiển hoàn toàn có thể khởi động việc tìm kiếm trên đĩa khác. Các bộ tinh chỉnh và điều khiển không hề cùnglúc đọc hoặc ghi trên hai driver vì năng lực này hoàn toàn có thể làm giảm thời hạn truy xuấttrung bình. 2. Các thuật toán đọc đĩaTất cả mọi việc làm đều nhờ vào vào việc nạp chương trình và nhập xuất tập tin, dođó điều quan trọng là dịch vụ đĩa phải càng nhanh càng tốt. Hệ điều hành hoàn toàn có thể tổ chứcdịch vụ truy xuất đĩa tốt hơn bằng cách lập lịch nhu yếu truy xuất đĩa. 24T ốc độ đĩa gồm có ba phần. Để truy xuất những khối trên đĩa, thứ nhất phải di chuyểnđầu đọc đến track hay cylinder thích hợp, thao tác này gọi là seek và thời hạn để hoàntất gọi là seek time. Một khi đã đến đúng track, còn phải chờ cho đến khi khối cần thiếtđến dưới đầu đọc. Thời gian chờ này gọi là latency time. Cuối cùng là luân chuyển dữliệu giữa đĩa và bộ nhớ chính gọi là transfer time. Tổng thời hạn cho dịch vụ đĩa chínhlà tổng của ba khoảng chừng thời hạn trên. Trong đó seek time và latency time là mất nhiềuthời gian nhất, do đó để giảm thiểu thời hạn truy xuất hệ điều hành đưa ra những thuật toánlập lịch truy xuất.  Lập lịch FCFS : Phương pháp lập lịch đơn thuần nhất là FCFS ( first-come, first-served ). Thuật toán này rấtdể lập trình nhưng không phân phối được một dịch vụ tốt. Ví dụ : cần phải đọc những khốitheo thứ tự như sau : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, và 67G iả sử hiện tại đầu đọc đang ở vị trí 53. Như vậy đầu đọc lần lượt đi qua những khối 53,98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, và 67 như hình sau :  Lập lịch SSTF ( shortest-seek-time-first ) Thuật toán này sẽ chuyển dời đầu đọc đến những khối thiết yếu theo vị trí lần lượt gần với vịtrí hiện hành của đầu đọc nhất. Ví dụ : cần đọc những khối như sau : 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, và 67G iả sử hiện tại đầu đọc đang ở vị trí 53. Như vậy đầu đọc lần lượt đi qua những khối 53,65, 67, 37, 14, 98, 122, 124 và 183 như hình sau : 25

Source: https://vh2.com.vn
Category : Ứng Dụng