آموزش ذخیره و بازیابی اطلاعات - درس سوم

بازیابی و آموزش ذخیره

اطالعات

faradars.org/fvsft106

این اسالید ها بر مبنای نکات مطرح شده در فرادرس

« اطالعاتآموزش ذخیره و بازیابی »

.شده استتهیه

یدبرای کسب اطالعات بیشتر در مورد این آموزش به لینک زیر مراجعه نمایfaradars.org/fvsft106


اطالعات


فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


:مدرس

فرشید شیرافکن

دانشگاه تهران دکتری دانشجوی (بیو انفورماتیک: دکتری( )کامپیوتر نرم افزار: کارشناسی و کارشناسی ارشد )

ذخیره و بازیابی اطالعاتبافر-دهی سطوح نشانی : درس سوم

2

فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


3

: سیستم فایل از دو بخش عمده تشکیل شده استسیستم فایل منطقی -1

.این الیه در خواست هاي برنامه كاربر مانند بازكردن، بستن، خواندن و نوشتن فایل را انجام مي دهد

سیستم فایل فیزیکی -2. وظیفه این الیه دسترسي فیزیکي به فایلها در محیط فیزیکي مي باشد

ه تبدیل مي این منظور درخواستهاي دریافتي از بخش منطقي را به دستوراتي جهت صدور به كنترولر رسانبراي . كند

اجزای سیستم فایل

فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


4

پردازفایلبرنامهسطحدر-1

منطقيفایلسیستمسطحدر-2

فیزیکيفایلسیستمسطحدر-3

سطوح مختلف نشانی دهی

فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


5

:این سطح به یکي از روشهاي زیر به فایل نشاني دهي مي شوددر

.درا به عنوان آرگومان جستجو مي ده(كلید یا غیر كلید)كاربر مقدار یك صفت خاصه (مقداری)محتوایی

. ي دهدمرا (RRA)ركورد نسبي كاربر آدرس نسبی. ددارمحیط ذخیره سازي را یك ساختار خطي مي بیند كه در آن هر ركورد شماره اي كاربر

.مي كندكاربر توسط یك نام ، ركورد مورد نظرش را مشخص نمادی.فایل نیز به كمك یك نام در برنامه مشخص مي شودخود

نشانی دهی در سطح برنامه فایل پرداز

فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


6

. این سطح از آدرس دهي نسبي، استفاده مي شوددر . مي بیندها بالكفایل منطقي، كل فضاي ذخیره سازي را به شکل آرایه اي از سیستم

. نام داردRBAاز صفر شروع مي شوند كه ها آدرس بالك

B

RiRBARBA

BOFREC

)1(

.استفاده كردiباید از(i-1)به جاي باال اگر شماره اولین ركورد را به جاي یك ، صفر در نظر بگیریم، آنگاه در رابطه : تذکر

نشانی دهی در سطح سیستم فایل منطقی

:ي كندداده شده توسط برنامه را به آدرس نسبي بالك حاوي ركورد تبدیل مآدرس ،سیستم فایل منطقي فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


7

RBA ؟استچقدر ششم ركورد

2

8

100

25

BOFRBA

n

B

R

312100

25)16(2

)6(

RBA

مثال

1

2

3

4

5

6

7

8

B

RiRBARBA

BOFREC

)1(

فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


8

بالالك در هالر 10شیار در هر سیلندر و 4بایتي را در دیسکي با 60بایتي و بالكهاي 20فایلي با ركوردهاي را براي هشتمین ركورد بدست آورید؟RBAمقدار .شیار ذخیره كرده ایم

23.260

20)18(0

RBA

. ذخیره شده استدر هشتمین ركورد 2B

مثال

فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


9

. این سطح، آدرس مکان داده مورد نظر در رسانه مشخص مي شوددر : رسانه دیسك باشد، اجزاء آدرس عبارتند ازاگر شماره درایور-1استوانهشماره-2(از استوانهشیار)شماره رویه -3(یا شماره بالك) سکتور از شیارشماره-4

: دبراي این تبدیل چنین عمل مي كن. را به آدرس فیزیکي تبدیل مي كندRBAسیستم فایل فیزیکي،

نشانی دهی در سطح سیستم فایل فیزیکی

فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


10

نحوه محاسبه اجزاء آدرس

)(# ii btdivRBACyl

iii bdivbtRBATrk )](mod[#

ibRBABlk mod#

تعداد شیار در هر استوانه بالك در هر شیار تعداد

كبالیك سیلندر به ظرفیت ib

it

iibt

فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


11

بالك در هر شیار ذخیره 10شیار در هر سیلندر و 4بایتي را در دیسکي با 40بایتي و بالكهاي 20فایلي با ركوردهاي ام بدست آورید؟44را براي ركورد #CYL#,TRK#,BLKمقادیر . كرده ایم

212

43

40

20)144(0)44(

RBA

0)410(21# divcyl

210)]410(mod21[# divtrk

110mod21# blk

سیلندر بالا شالماره )و دومین سیلندر 39تا 0بالك از شماره 40شامل ( سیلندر با شماره صفر)اولین سیلندر . داده شده استنشان سیلندر دو در شکل . مي باشد79تا 40بالك از شماره هاي 40شامل ( یك.، در شیار شماره دو مربوط به سیلندر شماره صفر قرار داردRBA=21ام با 44شکل مشخص است كه ركورد شماره در

blk#عنوان مثال به . این رکورد برابر یک است، چون متناظر با بالک شماره یک از آن شیار استBLK# می باشد،1برابر 31و21و11و1برای بالک با هر یک از شماره های

مثال

فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


12

محدوده آدرس نسبي بالك در دیسکي با مشخصات زیر كدام است؟

(4= بالك در شیار ، تعداد 5= تعداد شیار در استوانه ، 10= تعداد استوانه )

2004510

1990 RBA

: بنابراین

:تعداد بالك هاي دیسك

مثال

فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


13

در كل فضاي ذخیره سازي چیست؟RBAزیر، طیف مقادیر سه رسانه با فرض وجود

نوع رسانهتعداد استوانههتعداد شیار در استوانارتعداد بالک در شی

741D1

852D2

963D3

:بنابراین داریم. بالك مي باشد162بالك و دیسك سوم 80بالك، دیسك دوم 28ظرفیت دیسك اول

مثال

2690 RBA

فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


14

:شودباشیم، از رابطه زیر محاسبه ميهاي و داشته درایور در حالتي كه دو رسانه با ظرفیت شماره 1S2S

12

101#

211

1

SSRBAS

SRBADR

نحوه محاسبه شماره درایور

فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


15

فرادرسبافر

FaraDars.org


اطالعات


16

بکالار CPUو I/Oناحیه اي واسط در عملیات ورودي و خروجي كه براي ایجاد همالاهنگي بالین عملیالات بافر

. مي رود

. قرار داده مي شود( در حالت فایل بالك بندي شده)بافر حداقل یك ركورد یا یك بالك در

شالود، كاله سیستم فایل، بافر معموال از منطقه اي از حافظه اصلي به برنامه فایل پرداز تخصیص داده ميدر

.مي گویند( Buffers Pool)به آن منطقه بافرها

.بافرینگ باعث افزایش كارایي سیستم در پردازش فایل است

.بافرینگ در محیط چند برنامه اي، كارایي سیستم و برنامه را افزایش مي دهد

بافر

فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


17

:به سه روش ساخته مي شوندبافرها

ازش با ایجاد ناحیه اي از حافظه در برنامه و با اجراي یك ماكرو كه محتواي بافر را بالا فایلهالاي تحالت پالرد-1

(در این حالت برنامه ساز خود بافر را ایجاد مي كند. )مرتبط مي كند

.با اجراي یك ماكرو، كه از سیستم عامل درخواست ایجاد بافر مي كند-2

، بافر را ایلفشدنخود سیستم عامل وقتي كه فایل باز مي شود، اقدام به ایجاد بافر مي كند و پس از بسته -3

.باز پس مي گیرد

نحوه ایجاد بافرها

فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


18

ساده-1

مضاعف-2

چندگانه-3

انواع بافرینگ از نظر تعداد بافرها

افرینگ همین علت به آن ببه معموال به صورت چرخشي پیاده سازي مي شود، بافرینگ چندگانه . هم مي گویند (Circular)چرخشي

)سادهبافرینگ Single)

.داردقرار(idle)عاطلحالتدرCPUاست،شدنپرحالدربافركههنگامي.مي شوداستفادهبافریكاز

فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


19

.داردقرار(idle)عاطلحالتدرCPUاست،شدنپرحالدربافركههنگامي.مي شوداستفادهبافریكاز

)سادهبافرینگ Single)

فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


20

.مي شوداستفادهبافردوزامضاعفبافرینگدر

شود،ميمنتقلبافربهومي شودخواندهبالكیككههنگاميدر

.مي شودپردازشدیگرپربافر

بافریكمحتوايپردازشبرايCPUكهرازمانياستبدیهي

كنندهكنترلوI/Oپرازندهكهزمانيازبایدمي كند،مصرف

به.شدباكمتردارند،الزمبافریكبهبالكانتقالبرايدیسك

.:عبارتي

دیگرمضاعفبافرینگ،یعنينباشدبرقرارشرطایناگر

.یابدميكاهشواقعيانتقالنرخوداشتنخواهدكارایي

ttB bC

ttB bC

(Double)مضاعفبافرینگ

پردازشوخواندميبافردودربالكدوابتداسیستمنباشد،برقراركارایيشرطاگر

تننوش/خواندننوكزیربهسومبالكآغازدیسك،دورهمیندركهوقتي.كندمي

پس.بخواندراسومبالكتواندنميسیستملذاواستاشغالهنوزاولبافربرسد،

.كشیدانتظاربایددیسكدوریكاندازهبهبعدي،بالكدوخواندنبراي

فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


21

:شرط كارایي بافرینگ مضاعف را مي توان به صورتهاي زیر نیز نوشت

ttB bC

t

GBCB

t

WRC R

R

t

Bb

tt : زمان انتقال یك بالك

شرط كارایي بافرینگ مضاعف

فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


22

اده شده؟ كارا براي رسانه اي با مشخصات دف عمضامطلوب است حداكثر زمان الزم براي پردازش یك بالك در بافرینگ

180B

30G

بایت بر میلي ثانیه30=نرخ انتقال

msCCt

GBC BBB 7

30

30180

مثال

فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


23

؟ستمیلي ثانیه اچند صورت استفاده از بافرینگ مضاعف در بالك از دیسك و پردازش آنها ، 4خواندن زمان اجراي عملیات ( یك بافر ورودي و بافر دیگر براي پردازش)(یك بالك= بافرظرفیت )(میلي ثانیه2=پردازشزمان )(میلي ثانیه8=خواندنزمان )

:مراحل كار بافر اولبه B1خواندن -1B1همزمانبافر دوم و پردازش به B2خواندن -2

B2همزمانبافر اول و پردازش به B3خواندن -3

B3همزمانبافر دوم و پردازش به B4خواندن -4

B4پردازش -5

مثال

: بنابراین زمان اجراي عملیات برابر است با8+8+8+8+2=34 ms

میلي ثانیه است، در هالر كالدام از 2میلي ثانیه و زمان پردازش برابر 8، عملیات خواندن و پردازش به صورت همزمان انجام مي گیرد و چون زمان خواندن برابر 4و3و2در مراحل .میلي ثانیه تاثیر گذار است8این مراحل بزرگترین زمان یعني

فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


24

: (Move mode)انتقالی اسلوب -1برنامهاز بافر سیستم و بافر استفاده

استراتژی های بافرینگ

:(Locate mode)مکان نمائی اسلوب -2

یا فقط بافر برنامهسیستم فقط بافر از استفاده

:عبارتند ازدسترسی برنامه به محتوای بافر روشهای

فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


25

از بافر سیستم و بافر برنامهاستفاده

. ركورد از بافر ورودي به ناحیه كاري برنامه یا از ناحیه كاري به بافر خروجي منتقل مي شود

.بندي و بالك گشایي توسط سیستم انجام مي شودبالك

.روش به بافر دسترسي ندارد و بافر خاص خود را دارداین در برنامه

(Move mode)اسلوب انتقالی

فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


26

برنامهیا فقط بافر سیستم فقط بافر از استفاده

. بافر حاوي ركورد به برنامه فایل پرداز داده مي شود، مثال با گذاشتن آدرس آن در یك ثباتمکان

.كنداین روش كاربر از همان بافر به عنوان ناحیه كاري استفاده مي در

. بندي و بالك گشایي توسط خود برنامه انجام مي شودبالك

.این روش اسلوب تعویضي نیز مي گویندبه

(Locate mode)اسلوب مکان نمائی

فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


27

سخت افزاری بافر یالرد و بافر موجود در دستگاههایي مانند كارت خوان یا چاپگر مي باشد كه تعداد كمي كاراكتر در آن قرار مالي گ

ني بعد از پر شدن به آن كانال تخصیص داده مي شود تا داده از محالیط بالرون ماشالیني باله محالیط درون ماشالی.منتقل شود

انواع بافر از نظر محل ایجاد

تالواي نوع بافرینگ ، نحوه دستیابي برنامه به ركوردهالا و زمالان پالردازش مح"پردازش انبوه فایل به عوامل زمان .بستگي دارد"بالك

بافر نرم افزاری ذاشالته ناحیه اي در حافظه اصلي یا حافظه پنهان ، كه توسط سیستم عامل در اختیار برنامه هالاي فایالل پالرداز گ

.مي شود

فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


28

مثال

:10برابر RBAمحاسبه آدرس فیزیکی بالکی با

1)33(10# divcyl

03)]33(mod10[# divtrk

13mod10# blk

)(# ii btdivRBACyl

iii bdivbtRBATrk )](mod[#

ibRBABlk mod#

فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


29

پایان فصل سوم فرادرس

FaraDars.org


اطالعات


این اسالید ها بر مبنای نکات مطرح شده در فرادرس

« اطالعاتآموزش ذخیره و بازیابی »

.شده استتهیه

یدبرای کسب اطالعات بیشتر در مورد این آموزش به لینک زیر مراجعه نمایfaradars.org/fvsft106


اطالعات


فرادرس

FaraDars.org

آموزش ذخیره و بازیابی اطلاعات - درس سوم

Education