Чередование (дисковое хранилище)
В блочных устройствах хранения данных, таких как жесткие диски , чередование — это метод, используемый для повышения медленной производительности системы путем помещения данных, к которым осуществляется последовательный доступ, в непоследовательные блоки, обычно сектора . Количество физических секторов между последовательными логическими секторами называется коэффициентом пропуска чередования или коэффициентом пропуска . [1] [2] [3]
Исторически чередование использовалось в
- Минимизация пропущенных чередований между инструкциями на компьютерах, хранящих инструкции в памяти барабана.
- Заказ блочного хранилища на таких устройствах хранения, как барабаны , дисководы для гибких дисков и жесткие диски . Целью чередования было отрегулировать разницу во времени между моментом, когда программа была готова передать данные, и моментом, когда эти данные фактически поступали на головку накопителя для чтения. Чередование было обычным явлением до 1990-х годов, но исчезло из употребления по мере увеличения скорости обработки. Современные дисковые хранилища не чередуются. [3] Современные операционные системы не используют чередование, например, для файлов подкачки .
Чередование использовалось для наиболее эффективного расположения секторов, чтобы после чтения сектора оставалось время для обработки, а затем следующий по порядку сектор был готов к чтению так же, как к этому был готов компьютер. Таким образом, согласование чередования секторов со скоростью обработки ускоряет передачу данных, но неправильное чередование может существенно замедлить работу системы.
Информация обычно хранится на дисках небольшими фрагментами, называемыми секторами или блоками . Они расположены концентрическими кольцами, называемыми дорожками , по поверхности каждого диска. Хотя, возможно, было бы проще всего упорядочить блоки непосредственно на каждой дорожке как 1 2 3 4 5 6 7 8 9, для ранних вычислительных устройств последовательный порядок был непрактичным.
Данные, подлежащие записи или чтению, сохраняются в специальной области многократно используемой памяти, называемой буфером . Когда данные необходимо было записать, они перемещались в буфер, а затем записывались из буфера на диск. Когда данные были прочитаны, обратный процесс перенес данные сначала в буфер, а затем в системную оперативную память . Большинство ранних компьютеров не были достаточно быстрыми, чтобы прочитать сектор, переместить данные из буфера в системную оперативную память и быть готовыми к чтению следующего сектора к тому времени, когда следующий сектор появлялся под считывающей головкой.
Если бы сектора были расположены в прямом порядке, то после считывания первого сектора компьютер мог бы, например, пройти сектора 2, 3 и 4 под считывающей головкой, прежде чем он был готов снова получить данные. Компьютеру не нужны сектора 5, 6, 7, 8, 9 или 1, и он должен ждать, пока они пройдут мимо, прежде чем читать сектор 2. Это ожидание, пока диск перейдет к следующему сектору, замедляет передачу данных. ставка.
Чтобы исправить задержки обработки, идеальным чередованием для этой системы было бы 1:4, при этом секторы располагались следующим образом: 1 8 6 4 2 9 7 5 3. Он считывает сектор 1, затем обрабатывает его, в то время как три сектора 8 6 и 4, и когда микропроцессор снова становится готовым, второй сектор прибывает именно так, как это необходимо.
Чередование 1:1 (коэффициент пропуска 0) размещает сектора последовательно — 1 2 3 4 5 6 ... .
Современные блочные устройства хранения данных не требуют чередования. Данные теперь обычно хранятся в виде кластеров (групп секторов), а буфер данных достаточно велик, чтобы обеспечить одновременное чтение всех секторов в блоке без каких-либо задержек между секторами.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Спецификация функциональных запросов» .
- ^ «Пояснение «коэффициента пропуска диска»» . Архивировано из оригинала 27 мая 2016 года.
- ^ Перейти обратно: а б Хоторн, Мел (16 августа 2019 г.). «Коэффициент чередования» . Технипажи . Проверено 24 февраля 2022 г.
Современные компьютеры работают быстрее, чем жесткие диски – когда это было не так, обычно использовались большие коэффициенты чередования, но теперь стандартом является чередование 1:1.