โครงสร�างระบบหน่�วยเก็�บโครงสร�างระบบหน่�วยเก็�บMass-Storage Structure

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 2

Mass-Storage Systems

Overview of Mass Storage Structure Disk Structure Disk Attachment Disk Scheduling Disk Management Swap-Space Management RAID Structure Disk Attachment Stable-Storage Implementation Tertiary Storage Devices Operating System Issues Performance Issues

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 3

Learning Objectives

เพื่��อศึ�กษาถึ�งโครงสร�างการหน่วยเก บมวลส�ง (mass-storage structure)

เพื่��อให�เข้�าใจัเก"�ยวก�บการทำ$างาน่ข้องหน่วยเก บมวลส�งประเภทำด(สก)

เพื่��อให�เข้�าใจัถึ�งข้�*น่ตอน่ว(ธี"การจั�ดตารางข้องด(สก) การเพื่(�มประส(ทำธี(ภาพื่การทำ$างาน่ การจั�ดระเบ"ยบด(สก) การจั�ดการบล อกเร(�ม บล อกทำ"�เส"ยหาย และการส�บเปล"�ยน่พื่�*น่ทำ"�วางชั่��วคราว โครงสร�างหน่วยความจั$าส$ารอง

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 4

โครงสร�างจาน่แม�เหล�ก็หร"อดิ�สก็� (disk structure)

เป/น่อ0ปกรณ์)ประเภทำทำ"�สามารถึเข้�าถึ�งข้�อม�ลโดยตรงหร�อแบบส0มได� (direct-access storage devices: DASD)

ม"ความโดดเดน่ใน่ด�าน่ความเร ว ข้น่าด และต�น่ทำ0น่ สวน่ประกอบส$าค�ญ

ห�วอาน่-เข้"ยน่ (read-write head) ซึ่��งฝั7งต(ดอย�บน่แข้น่ด(สก) (disk arm) จัะลอยอย�เหน่�อพื่�*น่ผิ(วเร"ยบๆ ข้องด(สก)

รอง (track) เป/น่การแบงสวน่ข้องพื่�*น่ผิ(วออกเป/น่รองวงกลม ซึ่��งสามารถึแบงเป/น่สวน่ยอยๆ ข้น่าดทำ"�เทำาก�น่ได� เร"ยกวา เซึ่กเตอร) (sector)

ไซึ่ล(น่เดอร) (cylinder ) ค�อแตละรอง (track) ทำ"�อย�ใน่แน่วเด"ยวก�น่ข้องทำ0กแผิน่ด(สก)

รอบตอน่าทำ" (rpm-round per minute)

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 5

(disk structure) (cont.)

ความเร วข้องด(สก)มาจัาก 2 สวน่ transfer rate ม"หน่วยว�ดเป/น่เมกะบ(ตตอว(น่าทำ" (megabit per

second) positioning time หร�อ random access time ม"หน่วยว�ดเป/น่ม(ลล(

ว(น่าทำ" (millisecond ) ประกอบด�วย seek time เป/น่เวลาทำ"�ใชั่�ใน่การเคล��อน่ห�วอาน่ไปย�งรอง (track) ทำ"�

ต�องการ rotational latency เป/น่เวลาทำ"�ใชั่�ใน่การค�น่หาเซึ่กเตอร)ทำ"�ต�องการ

ถึ�าพื่�*น่ผิ(วเส"ยหาย เร"ยกวา แผิน่พื่�ง (disk crash ) สวน่ห�วอาน่-เข้"ยน่เส"ยหายเร"ยกวา ห�วพื่�ง (head crash)

Drive สงข้�อม�ลไปย�งคอมพื่(วเตอร)ผิาน่ I/O bus เชั่น่ EIDE, ATA, SATA, USB, Fibre Channel, SCSI Host controller หร�อ disk controller ใชั่�ก�บ disk array

หน่วยทำ"�เล กทำ"�ส0ดทำางตรรกะใน่การอ�างอ(งถึ�งพื่�*น่ทำ"�บน่ด(สก)เร"ยกวา บล อกทำางตรรกะ (logical block)

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 6

Moving-head Disk Machanism

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 7

Disk Attachment

SCSI เป/น่บ�สชั่น่(ดหน่��ง สามารถึเชั่��อมตอได�ถึ�ง 16 อ0ปกรณ์)บน่สายเคเบ(*ลเพื่"ยงเส�น่เด"ยว SCSI initiator requests operation และ SCSI targets perform tasks แตละ target สามารถึเพื่(�มได�ถึ�ง 8 logical units (disks

attached ไปย�ง device controller) FC ค�อ high-speed serial architecture

สามารถึ switched fabric ด�วย 24-bit address space – เป/น่พื่�*น่ฐาน่ข้อง storage area networks (SANs) ส$าหร�บหลาย hosts attach ทำ"�ตอไปย�งหลาย storage units

สามารถึม" arbitrated loop (FC-AL) ถึ�ง 126 devices

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 8

Network-Attached Storage

Network-attached storage (NAS) เป/น่หน่วยเก บเชั่(งตรรกะทำ"�ใชั่�งาน่ผิาน่เคร�อข้ายมากกวาจัะเชั่��อมตอผิาน่บ�สเด"ยวก�น่จัร(งๆ

ใชั่� NFS และ CIFS เป/น่ protocols ใชั่�งาน่ผิาน่ remote procedure calls (RPCs) between ระหวาง

host ก�บ storage New iSCSI เป/น่ protocol ใหมใชั่� IP network ก�บ SCSI protocol

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 9

Storage Area Network

ใชั่�ก�น่แพื่รหลายใน่สภาพื่แวดล�อมข้องหน่วยเก บข้น่าดใหญ ม"หลาย hosts attached ก�บหลาย storage arrays - ย�ดหย0น่

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 10

ก็ารจ�ดิติารางดิ�สก็�Disk Scheduling

หน่�าทำ"�ข้อง OS อยางหน่��งทำ"�ม"ตอจัาน่แมเหล กก ค�อ การใชั่�จัาน่แมเหล กอยางม"ประส(ทำธี(ภาพื่ ส$าหร�บด(สก) ประส(ทำธี(ภาพื่หมายถึ�งความเร วใน่การเข้�าถึ�งและแบน่ด)ว(ดทำ)ข้องจัาน่แมเหล ก

จั0ดประสงค)ค�อการลดเวลา seek time Seek time seek distance Disk bandwidth เป/น่เวลาเฉล"�ยทำ"�ใชั่�ใน่การถึายโอน่

ข้�อม�ลทำ"�จั�ดเก บบน่ด(สก)ไปย�งหน่วยความจั$า หาได�จัากจั$าน่วน่รวมข้องไบต)ทำ"�โอน่ย�าย หารด�วยเวลาต�*งแตการร�องข้อส$าหร�บบร(การแรกจัน่กระทำ��งการโอน่ย�ายเสร จัเร"ยบร�อย

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 11

Disk Scheduling (Cont.)

ม"หลาย algorithms ใน่การ schedule disk I/O requests

ต�วอยาง a request queue (0-199).

98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67

Head pointer 53

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 12

มาก็�อน่ไดิ�ก็�อน่FCFS: First-Come First-Serve

จัากภาพื่แสดงจั$าน่วน่รวมข้องการเคล��อน่ทำ"�ห�วอาน่จั$าน่วน่ 640 cylinders

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 13

เวลาเวลาส�&น่ส'ดิไดิ�ก็�อน่SSTF: - -Shortest –seek time first

ห�วอาน่จัะเคล��อน่ทำ"�ไปย�งไซึ่ล(น่เดอร)ทำ"�ใกล�ทำ"�ส0ดหร�อส�*น่ส0ดกอน่ ถึ�งจัะเคล��อน่ทำ"�ไปย�งไซึ่ล(น่เดอร)ตอไป

SSTF scheduling จั�ดเป/น่ร�ปแบบข้องการจั�ดตารางแบบงาน่ส�*น่ทำ"�ส0ดได�กอน่ - - (Shortest job first : SJF)อาจัเป/น่สาเหต0ให�เก(ดการรอคอยอยางไมร� �จับ (starvation) ข้องการร�องข้อบางอยางได�

ม"การเคล��อน่ย�ายห�วอาน่รวม 236 cylinders

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 14

SSTF (Cont.)

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 15

SCAN

ห�วอาน่จัะเร(�มอาน่จัากทำ"�ด�าน่ใดด�าน่หน่��งข้องด(สก)และจัะเคล��อน่ทำ"�ไปอ"กส0ดข้อบข้องอ"กด�าน่หน่��ง โดยจัะให�บร(การก ตอเม��อห�วอาน่เคล��อน่ทำ"�ไปถึ�งทำ"�ไซึ่ล(น่เดอร)น่�*น่

บางคร�*งเร"ยกวา elevator algorithm ม"การเคล��อน่ย�ายห�วอาน่รวม 208 cylinders

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 16

SCAN (Cont.)

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 17

C-SCAN (circular)

เพื่��อแก�ป7ญหาทำ"�เก(ดข้�*น่ก�บแบบ SCAN แตจัะเร(�มเคล��อน่ย�ายห�วอาน่จัากปลายข้อบข้องด(สก)ด�าน่ใดด�าน่หน่��งแล�วเคล��อน่ไปอ"กด�าน่หน่��งโดยให�บร(การใน่ระหวางทำ"�เคล��อน่ย�าย เม��อห�วอาน่เคล��อน่ไปจัน่ถึ�งส0ดข้อบข้องด(สก)อ"กด�าน่หน่��งจั�งย�อน่กล�บมาต�*งหล�กทำ"�จั0ดเร(�มต�น่ใหมอ"กคร�*งโดยไมให�บร(การใน่ระหวางทำางทำ"�เคล��อน่ห�วอาน่

C-SCAN เป/น่ส(�งจั$าเป/น่ส$าหร�บข้�*น่ตอน่ว(ธี"ทำ"�จั�ดการ cylinders เป/น่วง ซึ่��งล�อมรอบจัาก cylinders ส0ดทำ�ายไป cylinders

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 18

C-SCAN (Cont.)

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 19

C-LOOK

เป/น่ Version ใน่ทำางปฏิ(บ�ต(ข้อง C-SCAN โดยปกต(แล�วแข้น่ข้องห�วอาน่จัะเคล��อน่ทำ"�ไปด�าน่ใดด�าน่

หน่��งใน่ระยะทำางทำ"�ไกลเทำาทำ"�ม"การข้อใชั่�บร(การจัากไซึ่ล(น่เดอร)เทำาน่�*น่ และจัะเคล��อน่ทำ"�กล�บไปอ"กด�าน่หน่��งทำ�น่ทำ"โดยไมจั$าเป/น่ต�องเคล��อน่ไปให�ส0ดข้อบข้องด(สก)

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 20

C-LOOK (Cont.)

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 21

Selecting a Disk-Scheduling Algorithm

SSTF ใชั่�ก�น่โดยทำ��วไปและเป/น่ธีรรมชั่าต( SCAN และ C-SCAN สามารถึรองร�บงาน่ได�ด"ทำ"�ส0ดใน่

สภาพื่แวดล�อมทำ"�ม"การใชั่�งาน่ด(สก)อยางหน่�ก สามารถึลดการเก(ดภาวะง�ก(น่หร�อรออยางไมร� �จับได�

ประส(ทำธี(ภาพื่ยอมข้�*น่อย�ก�บจั$าน่วน่และชั่น่(ดข้องการร�องข้อ

ว(ธี"การจั�ดสรรแฟ้>ม (file allocation method) ม"ผิลโดยตรงตอประส(ทำธี(ภาพื่ข้อง disk-scheduling

OS ควรม"หลายทำางเล�อกใน่การใชั่� disk-scheduling เพื่��อปร�บให�เหมาะสมก�บการร�องข้อร�ปแบบตางๆ ได�

ควรใชั่�แบบ SSTF หร�อแบบ LOOK เป/น่พื่�*น่ฐาน่

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 22

ก็ารจ�ดิก็ารดิ�สก็�Disk Management

Low-level formatting, หร�อ physical formatting — กระบวน่การจั�ดร�ปแบบ track และ sectors เพื่��อทำ"� disk controller ใชั่�ใน่การอาน่และเข้"ยน่

ใน่การทำ"� OS จัะใชั่�ด(สก)จั�ดเก บ$าฟ้ล) จั$าเป/น่ต�องบ�น่ทำ�กคาตางๆ ข้องโครงสร�างข้�อม�ลบน่ด(สก)กอน่ โดย partition ค�อการแบงพื่�*น่ทำ"�ด(สก)ออกเป/น่หน่��งกล0มหร�อหลายกล0ม

ไซึ่ล(น่เดอร) เพื่��อแยกพื่�*น่ทำ"�ทำางตรรกะบน่ด(สก)ออกจัากก�น่ Logical formatting หร�อ “การสร�างระบบแฟ้>ม”

Boot block ใน่การเร(�มต�น่ระบบ The bootstrap จั�ดเก บใน่ ROM Bootstrap loader program

sector sparing Methods ใชั่�ใน่การจั�ดการ bad blocks

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 23

MS-DOS Disk Layout

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 24

Booting from a Disk in Windows 2000

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 25

ก็ารจ�ดิก็ารพ"&น่ที่*+ว�างที่*+ใช�ใน่ก็ารส�บเปล*+ยน่ Swap-Space Management

พื่�*น่ทำ"�วางทำ"�ใชั่�ใน่การส�บเปล"�ยน่ (Swap-space) – ค�อ Virtual memory ทำ"�ใชั่� disk space ข้ยาย main memory

เป/น่กระบวน่การเคล��อน่ย�ายข้�อม�ลบน่พื่�*น่ทำ"�ระหวางด(สก)ก�บหน่วยความจั$า

การส�บเปล"�ยน่จัะเก(ดข้�*น่ใน่กรณ์"ทำ"�พื่�*น่ทำ"�วางใน่หน่วยความจั$าหล�กเหล�ออย�น่�อยใน่ระด�บว(กฤต(

เทำคน่(คส$าค�ญทำ"�ใชั่�ใน่กระบวน่การส�บเปล"�ยน่พื่�*น่ทำ"�วางได�แก หล�กการส�บเปล"�ยน่ (swapping) การจั�ดการหน่วยความจั$าเสม�อน่ (VM management) การสล�บหน่�า (paging)

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 26

Data Structures for Swapping on Linux Systems

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 27

RAID Structure

RAID – การม" multiple disk drives เพื่��อreliability ผิาน่ redundancy.

RAID แบงออกเป/น่ 6 ระด�บ

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 28

RAID (cont)

Several improvements in disk-use techniques involve the use of multiple disks working cooperatively.

Disk striping uses a group of disks as one storage unit.

RAID schemes improve performance and improve the reliability of the storage system by storing redundant data. Mirroring or shadowing keeps duplicate of each disk. Block interleaved parity uses much less redundancy.

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 29

RAID Levels

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 30

RAID LEVEL 0: Non-Redundant Stripping

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 31

RAID LEVEL 1

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 32

RAID LEVEL 2

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 33

RAID LEVEL 3

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 34

RAID LEVEL 4

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 35

RAID LEVEL 5

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 36

RAID LEVEL 6

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 37

RAID (0 + 1) and (1 + 0)

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 38

ก็ารติ�ดิติ�&งดิ�สก็�Disk Attachment

การต(ดต�*งด(สก)สามารถึทำ$าได� 2 ทำาง

1 .หน่�วยเก็�บที่*+ติ�ดิติ�&งอย-�ก็�บโฮสติ� (Host attached Storage) ผิาน่ I/O port

2. หน่�วยเก็�บที่*+ติ�ดิอย-�ก็�บเคร"อข่�าย (Network attached storage) ผิาน่ network connection

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 39

Network-Attached Storage

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 40

Storage-Area Network

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 41

Operating System Issues

งาน่หล�กข้อง OS การจั�ดการอ0ปกรณ์)เชั่(งกายภาพื่ และการแสดง (virtual machine abstraction) ไปย�งแอพื่พื่ล(เคชั่�น่

ส$าหร�บ hard disks, OS จั�ดหา abstraction 2 ประการ Raw device – array ข้อง data blocks File system – OS queues และ schedules ข้องการร�องข้อทำ"�

แทำรกสล�บเข้�ามาจัากแอพื่พื่ล(เคชั่�น่ตางๆ

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 42

Application Interface

OS สวน่ใหญจัะม"การจั�ดการ removable disks เชั่น่เด"ยว fixed disks ทำ��วไป – ด(สก)ชั่0ดใหมๆ จัะม"การจั�ดระเบ"ยบ (formatted ) และสร�าง file system มาให�แล�ว

Tapes จั�ดเป/น่ส��อแบบ raw storage medium และแอพื่พื่ล(เคชั่�น่จัะไมเป@ดไฟ้ล)จัากเทำปโดยตรง แตจัะเป@ดเน่�*อหาข้องไฟ้ล)ทำ�*งหมดเหม�อน่เป/น่ไดรฟ้Aแบบ raw device

โดยปกต( tape drive จัะสงวน่ไว�ส$าหร�บการใชั่�งาน่แบบเอกส(ทำธี(B (exclusive use) ข้อง application น่�*น่

บางคร�*ง OS อาจัไมได�บร(การตางๆ ระบบไฟ้ล)ทำ"�เพื่"ยงพื่อ ด�งน่�*น่application จัะต�องต�ดส(น่เองวาจัะใชั่� array of blocks อยางไร

สวน่เทำป ทำ0กๆ application จัะสามารถึเร"ยกใชั่�งาน่ได� ม"ว(ธี"จั�ดการ และเร"ยกใชั่�งาน่ข้�อม�ลทำ�*งหมดจัากเทำปได�จัากโปรแกรมทำ"�สร�างข้�*น่

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 43

ความเร�วSpeed

ม"ประเด น่ส$าค�ญ 2 ประการใน่การต�ดส(น่ใจัเล�อกประเภทำหน่วยเก บ ได�แก bandwidth และ latency.

Bandwidth ว�ดใน่หน่วย bytes per second แบน่ด)ว(ทำด)ทำ"�ย� �งย�น่ (Sustained bandwidth) – เป/น่คาเฉล"�ยข้�อม�ล

ระหวางการร�บ-สงใน่ปร(มาณ์มาก ว�ดโดย จั$าน่วน่ bytes/transfer timeเป/น่อ�ตราข้�อม�ล (Data rate) เม��อสายข้�อม�ลไหลผิาน่จัร(งๆ

แบน่ด)ว(ทำด)ทำ"�ม"ประส(ทำธี(ภาพื่ (Effective bandwidth) – คาเฉล"�ยข้องI/O time ทำ� *งหมด, รวมทำ�*ง การค�น่หา (seek) หร�อการหาต$าแหน่งทำ"�อย� (locate), และ cartridge switchingเป/น่อ�ตราข้�อม�ลข้องทำ0กไดรฟ้A

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 44

Speed (Cont.)

Access latency – จั$าน่วน่เวลาทำ"�ใชั่�ใน่การค�น่หาข้�อม�ลทำ"�ต�องการ Access time ส$าหร�บด(สก) – การเล��อน่แข้น่อาน่ไปย�ง cylinder

ทำ"�เล�อก และรอ rotational latency; ใชั่�เวลาน่�อย 35 milliseconds

Access on tape เป/น่ระยะเวลาใน่การหม0น่ม�วน่เทำปจัน่กระทำ��งห�วอาน่เทำปอย�บน่บล อกทำ"�ต�องการ ใชั่�เวลาประมาณ์ 10-1000 ว(น่าทำ"

กลาวได�วา เวลาเฉล"�ยใน่การเข้�าถึ�งแบบส0มบน่เทำปจัะชั่�ากวาบน่ด(สก)ประมาณ์พื่�น่เทำา

ต�น่ทำ0น่ทำ"�ต$�ากวาข้องอ0ปกรณ์)หน่วยเก บประเภทำเทำปและส��อบางชั่น่(ด ค�อความสามารถึใน่การใชั่�ชั่0ดไดรฟ้Aรวมก�น่ก�บส��อหลายชั่0ด จั�งทำ$าให�ประหย�ดลงได�

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 45

ความเช"+อถื"อไดิ�Reliability

fixed disk drive จัะม"ความเชั่��อถึ�อได�ส�งกวา removable disk หร�อ tape drive

optical cartridge จัะม"ความเชั่��อถึ�อได�ส�งกวา magnetic disk หร�อ tape

head crash ใน่ fixed hard disk จัะทำ$าลายข้�อม�ลบร(เวณ์น่�*น่ ใน่ข้ณ์ะทำ"� ความข้�ดข้�อง (failure ) ข้อง tape drive หร�อ optical disk drive ม�กไมทำ$าความเส"ยหายข้องข้�อม�ลบน่ cartridge

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 46

ค�าใช�จ�ายCost

Main memory ม"คาใชั่�จัายแพื่งกวา disk storage มาก

cost per megabyte ข้อง hard disk storage ราคาพื่อๆ ก�บ magnetic tape แตละชั่0ด (ถึ�ารวมไดรฟ้Aด�วย)

tape drives และ disk drives จั�ดเป/น่หน่วยเก บทำ"�ม"ต�น่ทำ0น่ตอหน่วยถึ�กทำ"�ส0ดใน่หลายปCทำ"�ผิาน่มา

เหต0ทำ"�เทำปประหย�ดคาใชั่�จัายก มาจัากการใชั่�ชั่0ดเทำปไดรฟ้Aเพื่"ยงชั่0ดเด"ยวก�บเทำปได�หลายกลอง

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 47

Price per Megabyte of DRAM, From 1981 to 2000

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 48

Price per Megabyte of Magnetic Hard Disk, From 1981 to 2000

ว�เชษฐ์� พลายมาศ | ระบบปฏิ�บ�ติ�ก็าร (OS: Operating Systems) | การจั�ดการหน่วยเก บ (Storage Management) | 49

Price per Megabyte of a Tape Drive, From 1984-2000