STRUCTURI EXTERNE DE DATE De modul n care

STRUCTURI EXTERNE DE DATE

• De modul în care sunt păstrate datele pe memoria externă depinde regăsirea informaţiei dorite în forma dorită într-un timp acceptabil. Dacă problema formei se poate rezolva mai uşor, problema obţinerii datelor în timp util este mai greu de rezolvat şi organizarea va fi subordonată rezolvării acestei probleme.

• Memoria principală ese o memorie foarte rapidă care conţine programele şi datele, transferate din memoria secundară cu care se lucrează la un moment dat; ea mai poate conţine câtiva megabaiţi de date dar, în general, este prea mică pentru totalitatea datelor.

• Memoria secundară este realizată fizic pe suport magnetic disc( mai des) şi bandă. Discul magnetic este cel mai folosit pentru ca asigura un acces rapid la date şi poate realiza accesul direct; banda magnetică deşi mult mai ieftină, este prea lentă şi se foloseşte mai des pentru arhivare. • Partea de hard a calculatorului care rezolvă sarcinile de scriere-citire a dlscului magnetic este unitatea de disc.

• În unitate se află un pachet de unul sau mai multe discuri pe un ax comun într-o mişcare permanentă de rotaţie cu o mare viteză. În figură se poate observa componenta discului cu faţa magnetizată organizată pe piste (cecuri concentrice), cu mecanismul de acces care prin mulţimea de capete generează din pistele parcurse concomitent de capete aşa numitul cilindru. Această structură fizică permite accesu. I direct la o anumită înregistrare (noţiune logică) dacă se specifică numarul de cilindru, numărul de suprafaţă şi numărul de înregistrare.

Factorii de performanţă ai discului. • Timpul de cautare(A), este timpul necesar poziţionării dispozitivului de acces (împreună cu capetele de citire-scriere) pe cilindrul cerut. În general mişcarea pâna la cilindrul alăturat nu va dura la fel de mult ca mişcarea de la primul la ultimul cilindru. De obicei pen~ acestt~mp se foloseşte o valoare medie dată de timpul poziţionare de la primul cilimdru la mljlocul discului. 12 sau 20 de milisecunde sunt timpi tipici de căutare în funcţie de modelul de unitate de disc.

• Timpul de activare al capetelor este timpul necesar pentru a determina electronic care din capetele de citirescriere va fi activ (adică pe ce suprafaţă se va face operaţia de intrare-ieşire) acest timp este în general foarte mic în comparaţie cu ceilalţi timpi şi se neglijează în calcule.

• Intervalul de rotaţie este timpul necesar discului în mişcare de rotaţie să ajungă la blocul care trebuie citit sau scris astfel ca tranferul de date să poată începe. Acest interval depinde de doi factori: viteza de rotaţie a discului şi poziţia relativă a noului bloc dată de poziţia de moment a discului. Fizic acest timp poate varia între zero şi timpul de revoluţie al discului; deci în medie se va consuma un timp egal cu R/2.

• Rata de transfer al datelor (D) se referă la timpul necesar transferului datelor de pe suprafaţa magnetică în memoria principală. Acesta este în funcţie de viteza de rotaţie a discului şi de densitatea datelor inregistrate. Acest timp este în general exprimat în mii de baiţi pe secundă.

• Timpul de transfer al datelor este timpul în care se speră să se ajungă la adresă şi să se realizeze transferul; deci formula de calcul va fi: • T=A+R/2+L/D • unde A este timpul de căutare, R este timpul de revoluţie (rotaţie completă), L este lungimea blocului în baiţi şi D este rata de transfer a datelor.

• Exemplu de calcul pentru inregistrari accesate direct: Sa presupunem că o instituţie are depuse datele pe un disc câte trei înregistrări per bloc, (factor de blocare 3) şi fiecare înregistrare 200 de baiţi. Rata de transfer a datelor este de 806000 baiţi pe secundă. Timpul mediu de căutare este de 30 milisecunde. Discul se roteşte cu 7200 rotaţii pe minut. Care va fi timpul de transfer al datelor?

• • • Să fixăm mai întâi variabilele: A=0. 03 secunde Viteza de revoluţie pe secundă va fi 7200/60= 120 R=1/120=0. 0083 secunde R/2= 0. 00415 L/D=600/806000=0. 00074 Deci: T=0. 03+0. 00415+0. 00074=0. 03489 secunde

Exemplu cu înregistrari accesate secvenţial • Să presupunem ca în loc de a accesa un bloc, ca în exemplul precedent, avem de accesat un fişier cu plăţile făcute de la începutul lunii. Are sens să considerăm ca un astfel de fişier este secvenţial umplut în ordinea în care se fac plăţile şi deci cilindri succesivi sunt parcurşi pentru scrierea sau citirea unui asemenea fisier secvenţial.

• Se realizează, evident, în acest fel o economie de mişcări ale capetelor de citire-scriere: de exemplu, dacă capetele se afla la inceputul • fişierului, pe primul cilindru ocupat, timpul de căutare va fi nul sau va fi pus o singură dată, pentru prima căutare, deci el poate fi ignorat. Vor fi numai mici mişcări la trecerea de la o pistă la urmatoarea (pentru alinieri) care poate fi evaluată în medie cu parcurgerea a jumătate de pistă. Pe o pistă nouă, o dată început transferul, blocurile pot fi transferate fără interval de rotatie, deci dacă avem de parcurs 8 piste, vom avea numai de 8 ori intervalul de rotaţie, indiferent de numărul de blocuri transferate.

• Să presupunem, în continuare, că trebuiesc transferate 1000 de blocuri de pe fiecare din cele 8 piste, deci un total de 8000 de blocuri şi dacă factorul de blocaj este tot 3 asta însearnnă 24000 de înregistrări. Vom presupune, ca şi mai înainte, că fiecare înregistrare 200 de baiţi deci blocul va fi de 600 de baiţi.

• Dacă avem de accesat întregul fişier atunci timpul mediu de acces pe înregistrare va fi: • Timpul total de citire a fişierului= 0. 00415*8+0. 00074*8000=5. 9532, iar • T=5. 9532/8000=0. 0007415 secunde • Unde Teste timpul mediu de acces la o înregistrare.

Formate ale datelor memorate pe disc. • Formate de pistă. Datele se pot memora pe o pistă cu cheie sau fără cheie. Este momentul aici să facem diferenţa între înregistrarea logică şi fizică; între orice două înregistrări de pe o pistă apare un spaţiu ‘liber’, gap, care o lungime variabilă determinată de posibilitaţile hard de citire-scriere şi care, evident, ocupă loc pe suportul magnetic. Pentru a micşora acest spaţiu ocupat neproductiv, se grupează mai multe înregistrări logice într-una singură fizică pe pistă, grup care se numeşte bloc.

• Acolo unde nu există confuzie vom folosi noţiunea de înregistrare şi pentru cea fizică şi pentru cea logică, dar cele două noţiuni nu coincid decât când blocul conţine o singură înregistrare. Numărul de cilindru, numărul de cap (de citire-scriere) şi numărul de înregistrare dau o adresă unică pe suportul magnetic pentru fiecare înregistrare. Ceea ce se va citi sau scrie, la un moment dat, va fi o înregistrare fizică, addică un bloc (cu probleme rezolvate de soft la sfârşit de fişier), iar ‘desfacerea’ blocului în înregistrări logice este tot o sarcină a sistemului de operare.

• Dacă înregistrarea este blocată, cu cheie atunci cheia înregistrarii fizice (care nu poate fi decât una) va fi cea mai mare cheie dintre cheile din bloc.

Formate de inregistrare. • Datele pot fi memorate, pe disc, într-unul din următoarele patru formate: • Inregistrări de lungime fixă. Aşa cum spune şi denumirea apare atunci când înregistrările logice sunt de lungime fixă, deci ele vor da naştere la înregistrări fizice de lungime fixă blocate sau neblocate.

• Atunci când înregistrările logice pot avea lungimi care diferă vom avea şi înregistrări fizice de lugime variabilă (blocate sau nu). • Strucura acestor tipuri de înregistrări este prezentată în figura următoare.

(a) Fixe neblocate

(b) Fixe blocate

(c) Variabile neblocate.

(d) Variabile blocate