Memorizzazione dei dati: Dischi e File
|
|
- Alessandra Giordano
- 8 anni fa
- Visualizzazioni
Transcript
1 Memorizzazione dei dati: Dischi e File Query\update Query plan Execution Engine richieste di indici, record e file Index/file/record Manager comandi su pagine Query Compiler Buffer Manager Lettura/scrittura pagine Storage Manager Architettura di un DBMS Utente/Applicazione metadati, statistiche metadati, indici, statistiche transazioni Transaction Manager Logging/Recovery pagine di log buffers Amministratore Comandi DDL Concurrency control Lock Table DDL Compiler metadati dischi 2
2 Dischi e File Un DBMS memorizza informazioni sui dischi READ: trasferisce i dati dal disco alla RAM WRITE: trasferisce i dati dalla RAM al disco Entrambe sono operazioni costose (rispetto alle operazioni in RAM) e quindi vanno pianificate attentamente 3 Perché non salvare tutto nella RAM? Costo: con circa 80 si acquistano 256 MB di RAM o 20 GB di hard disk Volatilità : la RAM è volatile; vorremmo salvare i dati tra una sessione e l altra in modo permanente Tipica gerarchia di storage: - RAM: per i dati correntemente usati (storage primario) - Dischi: per il database principale (storage secondario) - Nastri: per archiviare le vecchie versioni dei dati (storage terziario) 4
3 Disco È il dispositivo usato per la memoria secondaria Principale vantaggio rispetto ai nastri: accesso random contro accesso sequenziale I dati sono salvati e recuperati in unità chiamate pagine (o blocchi di disco) A differenza della RAM, il tempo per recuperare una pagina varia in funzione della sua posizione nel disco Quindi la disposizione delle pagine sul disco ha un grande impatto sulle prestazioni del DBMS 5 Componenti di un disco I piatti ruotano (90 rps, circa) Il braccio è mosso verso l interno o verso l esterno per posizionare la testina sulla traccia desiderata La testina legge o scrive i dati dal/sul piatto La dimensione del blocco è un multiplo della dimensione del settore 6
4 Accedere ad una pagina Tempo per accedere (read/write) un blocco di disco: - tempo di seek: muovere il braccio per posizionare la testina sul disco - ritardo di rotazione: aspettare che il disco ruoti sotto la testina - tempo di trasferimento: READ/WRITE i dati dalla superficie del disco Il tempo di seek e il ritardo di rotazione sono dominanti Il tempo di seek varia da 1 a 20 msec Il ritardo di rotazione varia tra 0 e 10 msec Il transfer rate è circa 1 msec per pagine di 4KB (circa 4MB per secondo) Abbassare i costi di I/O: ridurre il tempo di seek e i ritardi di rotazione. Le soluzioni sono sia hardware sia software 7 Disporre pagine sul disco Pagina = Blocco Blocchi vicini : - Blocchi sulla stessa traccia - Blocchi sullo stesso cilindro - Blocchi su cilindri adiacenti I blocchi di un file dovrebbero essere disposti sequenzialmente sul disco (su blocchi vicini ) per minimizzare il tempo di seek e il ritardo rotazionale Per uno scan sequenziale il pre-fetch di alcuni blocchi è vantaggioso 8
5 Redundant Arrays of Inexpensive/Indipendent Disks (RAID) Il disco è un collo di bottiglia per le prestazioni e l affidabilità del DBMS: lento rispetto alla RAM ed alla CPU, contiene parti meccaniche che si possono rompere Usare array di dischi per aumentare performance ed affidabilità Per incrementare la performance: Fare data striping: i dati vengono partizionati (es. memorizzare i bit che compongono un byte su più dischi). Le partizioni vengono distribuite su dischi differenti Per incrementare l affidabilità: Aggiungere ridondanza: L informazione ridondante opportunamente organizzata su più dischi permette la ricostruzione dei dati in caso di danneggiamento di un disco Un array con queste carateristiche si chiama RAID (Redundant Arrays of Inexpensive/Independent Disks ) 9 Data Striping I dati vengono partizionati in segmenti di uguale lunghezza e scritti su dischi differenti. La grandezza della partizione si chiama unità di striping. Le partizioni vengono solitamente distribuite fra i dischi usando un algoritmo round robin Quando la dimensione dei dati richiesti è superiore ad una unità di striping, tali dati sono distribuiti su più dischi e possono essere letti in parallelo aumentando le prestazioni del sistema Esempio 1: unità di striping 1 bit. Array con D dischi. Sequenze di dati lunghe D bit o più necessitano di tutti i dischi Esempio 2: unità di striping 1 blocco. Richieste di I/O lunghe al più un blocco gestite da un disco 10
6 Ridondanza Tanti dischi vuol dire più guasti: se il tempo medio tra guasti di un disco è 5 anni, per un array di 100 dischi è di 21 giorni (5 anni/100) Soluzione: aggiungere ridondanza per ricostruire l informazione sul disco guasto. Ad esempio, disco di check contenente informazioni sui dati contenuti nell array Schema di parità su bit: i-esimo bit del disco di check uguale 1 se: i-esimo bit disco 1+ + i-esimo bit disco D = 1 i-esimo bit del disco di check uguale 0 se: i-esimo bit disco 1+ + i-esimo bit disco D = 0 11 Livelli RAID 7 livelli con ridondanza e affidabilità crescenti: 0: data striping (senza ridondanza) 1: data mirroring 0+1: data striping e mirroring 2: codici 1-correttori 3: schema di parità su bit 4: schema di parità su blocco 5: schema di parità su blocco distribuita 6: codici 2-correttori 12
7 Livello 0 Senza ridondanza: Dati distribuiti sui dischi con una tecnica di data striping Nessuna informazione addizionale (es. parità) viene immagazzinata L affidabilità di grandi array diventa un problema 13 Livello 1 Data mirroring: Ogni disco viene duplicato Non viene utilizzato data striping La lettura di blocchi può essere parallelizzata: un blocco letto dal disco originale ed un bolcco letto dal disco mirror È la soluzione più costosa 14
8 Livello 0+1 Data striping e mirroring: Simile al livello 1 Unità di striping: blocco Si può parallelizzare la lettura dei blocchi dai dischi originali e dai dischi mirror In più, lettura di blocchi contigui velocizzata dal data striping 15 Livello 2 Codici 1-correttori: Unità di striping: bit Ridondanza: codice correttore (es. Hamming) che identifica il bit rovinato ed il disco dove risiede Buona soluzione per grandi richieste di I/O (dal momento che l unità di trasferimento dal disco è il blocco) La scrittura di un bit implica la modifica dei dati ridondanti sui dischi di check (ciclo read-modify-write): Leggere il bit in RAM Modificare il bit Calcolare i bit ridondanti con il codice correttore Scriverli sui dischi di check 16
9 Livello 3 Schema di parità su bit: Unità di striping: bit I codici correttori del livello 2 occupano molto spazio. Per identificare il disco guasto usare i controller dei dischi. Per identificare il bit danneggiato usare lo schema di parità su bit: i-esimo bit del disco di check (bit di parità) uguale 1 se i-esimo bit disco 1+ + i-esimo bit disco D = 1 i-esimo bit del disco di check uguale 0 se i-esimo bit disco 1+ + i-esimo bit disco D = 0 Necessario solo un disco di check 17 Livello 4 Schema di parità su blocco: Unità di striping: blocco La scrittura di un blocco richiede la modifica del corrispondente blocco di parità Per scrivere un blocco è quindi necessaria la lettura del blocco dal disco che lo contiene, la lettura del blocco di parità dal disco di check ed una scrittura sul disco di check (ciclo read-modify-write): la nuova parità è calcolabile dai vecchi dati e dalla vecchia parità Necessario solo un disco di check 18
10 Livello 5 Schema di parità su blocco distribuito: Unità di striping: blocco I blocchi di parità sono distribuiti sui dischi di dati I/O sui blocchi di parità può essere parallelizzato Buone prestazioni per grandi richieste di I/O La scrittura di un blocco dati richiede un ciclo read-modify-write (costoso per piccole richieste) 19 Livello 6 Codici 2-correttori: Uso di codici correttori più sofisticati (es. Reed-Solomon) per il rilevamento di due errori simultanei in grandi array di dischi Esempio: un disco si guasta durante il recovery di un altro disco Blocchi di check distribuiti sui dischi dei dati Numero dei blocchi di check maggiore rispetto ai livelli inferiori 20
11 Quale livello scegliere? Se la perdita di dati non è un problema, livello 0 migliora le prestazioni Per piccoli sistemi di storage con mirroring di costo limitato, livello 0+1 migliore del livello 1. Adatto anche per sistemi con molti aggiornamenti (non esiste informazione ridondante da aggiornare) Livelli 2 e 4: prestazioni inferiori rispettivamente ai livelli 3 e 5. Livello 3 adatto per grosse letture di blocchi contigui Livello 5: buona soluzione general purpose Livello 6: necessario per sistemi dove la perdita dei dati è critica 21 Gestione dello spazio su disco Storage Manager: gestisce lo spazio su disco, leggendo e scrivendo pagine (blocchi) Buffer Manager: scrive pagine dal disco alla RAM (e viceversa), seguendo una politica di rimpiazzamento. Gli strati più alti del DBMS vi fanno riferimento per: - allocare/deallocare una pagina - leggere/scrivere una pagina Una richiesta per una sequenza di pagine deve essere soddisfatta allocando sequenzialmente le pagine sul disco Gli strati alti non hanno bisogno di sapere come questo viene fatto, né come viene gestito lo spazio libero 22
12 DBMS vs. Sistemi Operativi Perché non lasciare la gestione dello spazio dei dischi e dei buffer al sistema operativo? - DBMS possono prevedere l ordine in cui le pagine verranno accedute e conviene usare questa proprietà - Ci sono molti sistemi operativi: problemi di portabilità Limitazioni: i file non possono essere più grandi dei dischi 23 Gestione della RAM in un DBMS Buffer manager: software responsabile della scelta delle pagine lette dal disco alla RAM (buffer pool) Buffer pool: parte della RAM divisa in frame 1 frame contiene 1 pagina Per ogni frame nel buffer pool: Pin count: numero di richieste della pagina contenuta nel frame (0 all inizio) Dirty bit: variabile booleana messa a 1 se la pagina è stata modificata (0 all inizio) 24
13 Azioni svolte alla richiesta di una pagina Se una pagina non è nel buffer pool: - scegliere un frame da rimpiazzare - se il dirty bit=1 (pagina modificata) scrivere su disco la pagina contenuta nel frame - scrivere la pagina richiesta nel frame scelto, incrementare il suo pin count N.B. Se le richieste possono essere previste (es. scan sequenziale) si può fare un pre-fetch di parecchie pagine 25 Rimpiazzamento dei Frame Come scegliere il frame da rimpiazzare? - Il buffer manager deve aspettare che una delle pagine contenute nei frame del buffer pool non sia utilizzata: il pin count di almeno un frame deve essere 0. - Se più frame hanno pin count = 0 allora la scelta del frame dipende da una politica di rimpiazzamento 26
14 Politiche di rimpiazzamento Obiettivo ideale: rimpiazzare la pagina che verrà richiesta il minimo possibile nel futuro Soluzione: sequenza delle pagine recentemente richieste come approssimazione delle richieste future Least Recently Used (LRU): rimpiazzare la pagina meno usata recentemente (usato in molti sistemi operativi) Most Recently Used (MRU): rimpiazzare la pagina più usata recentemente Clock: rimpiazzare la pagina del primo frame disponibile, poi del secondo, poi del terzo, e così via. 27 Quale politica è la migliore? Un DBMS può prevedere meglio di un sistema operativo quali pagine verranno richieste Ipotesi utilizzando LRU: con un buffer di 10 frame e dovendo leggere ripetutamente 11 pagine, ogni nuova richiesta implica una lettura da disco! Pagine meno richieste nell immediato futuro = Pagine appena richieste Scelta migliore: MRU 28
15 Record Pagine o blocchi vanno bene quando si tratta di fare I/O ma i livelli più alti di un DBMS lavorano con il concetto di record Record = lista di campi Un record è identificato da Record id: rid = <page id, posizione all interno della pagina> Possibili diverse implementazioni 29 Formato dei Record: lunghezza fissa Tutti i record hanno lo stesso numero di campi Tutti i campi dello stesso tipo hanno la stessa lunghezza La lunghezza dei vari campi viene memorizzata nel system catalog 30
16 Formato dei Record: lunghezza variabile Due formati alternativi (numero fisso di campi). Il secondo offre accesso diretto ai campi e efficiente immagazzinamento dei valori nulli 31 Formato delle Pagine: Record a lunghezza fissa Come disporre i record in una pagina? Record Id = <page id, posizione nella pagina> Ma muovere i record per la gestione dello spazio libero cambia i rid. Potrebbe non essere accettabile 32
17 Formato delle Pagine: Record a lunghezza variabile Per ogni slot della directory: (record pointer, record length) Si possono spostare i record senza cambiare i rid. Quindi, è una soluzione attraente anche per i record a lunghezza fissa 33 File di Record Altro concetto fondamentale per un DBMS FILE: collezione di pagine, ognuna contenente una collezione di record Un file deve supportare: - insert / delete / modify record - read (specificato dal rid) - scan di tutti i record (possibilmente, con qualche condizione sui record da restituire) 34
18 Heap File È la più semplice struttura di file. Contiene record senza alcun particolare ordine Le pagine vengono allocate e deallocate mano a mano che il file aumenta o diminuisce la sua dimensione Per supportare operazioni sui record, si deve: - tenere traccia delle pagine del file - tenere traccia dello spazio libero sulle pagine - tenere traccia dei record in una pagina Implementabile in molti modi 35 Heap File implementato come Lista Il DBMS memorizza lo id della pagina header ed il nome del file Ogni pagina contiene due puntatori oltre ai dati Svantaggi: - Difficile che una pagina sia del tutto piena: quasi tutte le pagine stanno nella lista in basso - L inserimento di un record richiede la lettura di molte pagine 36
19 Heap File implementato come Directory Page La directory è una collezione di pagine. Ogni pagina ha molti puntatori verso le pagine con i record. Il DBMS ha salvato lo id della prima pagina della directory Con il puntatore verso una pagina ci può essere il suo numero di byte liberi L inserimento di un record richiede la lettura di meno pagine rispetto alla lista perché in una pagina vi sono molti puntatori 37 Indici Con un heap file possiamo recuperare record: - specificando il rid, oppure... - facendo uno scan sequenziale di tutti i record Spesso vogliamo recuperare i record in base ai valori contenuti in uno o più campi Gli indici sono strutture di file che permettono di rispondere efficientemente a interrogazioni basate su valori 38
20 Riassunto I dischi forniscono un immagazzinamento economico e durevole La gestione della memoria è svolta dal DBMS e non dal sistema operativo Il buffer manager sceglie le pagine da portare nella RAM La pagina rimane in RAM finché non è rilasciata dal richiedente ed......è scritta su disco quando il frame è scelto per il rimpiazzamento (che accade dopo il rilascio della pagina da parte del richiedente) La scelta del frame è basata su una politica di rimpiazzamento, spesso più accurata di quella usata dal sistema operativo Gli strati superiori del DBMS vedono i dati organizzati in record e file Diverse implementazioni per record e file Indici: strutture dati per eseguire efficientemente interrogazioni basate sui valori dei dati 39
Introduzione all Architettura del DBMS
Introduzione all Architettura del DBMS Data Base Management System (DBMS) Un DBMS è uno strumento per la creazione e la gestione efficiente di grandi quantità di dati che consente di conservarli in modo
DettagliMemoria secondaria. Struttura del disco. Scheduling del disco. Gestione dell unità a disco. Affidabilità dei dischi: RAID
Memoria secondaria Struttura del disco Scheduling del disco Gestione dell unità a disco Affidabilità dei dischi: RAID Sistemi Operativi 13.1 Struttura del disco I dischi vengono indirizzati come grandi
DettagliSistemi Operativi GESTIONE DELLA MEMORIA SECONDARIA. D. Talia - UNICAL. Sistemi Operativi 11.1
GESTIONE DELLA MEMORIA SECONDARIA 11.1 Memoria Secondaria Struttura del disco Scheduling del disco Gestione del disco Gestione dello spazio di swap Struttura RAID Affidabilità Implementazione della memoria
DettagliSistemi Operativi. Memoria Secondaria GESTIONE DELLA MEMORIA SECONDARIA. Struttura del disco. Scheduling del disco. Gestione del disco
GESTIONE DELLA MEMORIA SECONDARIA 11.1 Memoria Secondaria Struttura del disco Scheduling del disco Gestione del disco Gestione dello spazio di swap Struttura RAID Affidabilità Implementazione della memoria
DettagliRedundant Array of Inexpensive (Independent) Disks. Disco magnetico
26/5/25 RAID Redundant Array of Inexpensive (Independent) Disks Disco magnetico Costituito da un insieme di piatti rotanti (da a 5) Piatti rivestiti di una superficie magnetica Esiste una testina (bobina)
DettagliSistemi Operativi IMPLEMENTAZIONE DEL FILE SYSTEM. D. Talia - UNICAL. Sistemi Operativi 9.1
IMPLEMENTAZIONE DEL FILE SYSTEM 9.1 Implementazione del File System Struttura del File System Implementazione Implementazione delle Directory Metodi di Allocazione Gestione dello spazio libero Efficienza
DettagliSistemi Operativi IMPLEMENTAZIONE DEL FILE SYSTEM. Implementazione del File System. Struttura del File System. Implementazione
IMPLEMENTAZIONE DEL FILE SYSTEM 9.1 Implementazione del File System Struttura del File System Implementazione Implementazione delle Directory Metodi di Allocazione Gestione dello spazio libero Efficienza
DettagliSISTEMI OPERATIVI. Gestione dei dischi. Gestione dei dischi e sistemi RAID
SISTEMI OPERATIVI 08.c Gestione dei dischi e sistemi RAID Gestione dei dischi Caratteristiche dei dischi magnetici Schedulazione degli accessi al disco Sistemi RAID 1 Struttura meccanica 2 traccia testina
DettagliStruttura dei dischi
Università di Udine Facoltà di Scienze MM.FF.NN. A.A. 2007-2008 Copyright c 2000 04 Marino Miculan (miculan@dimi.uniud.it) La copia letterale e la distribuzione di questa presentazione nella sua integrità
DettagliPROGETTAZIONE FISICA
PROGETTAZIONE FISICA Memorizzazione su disco, organizzazione di file e tecniche hash 2 Introduzione La collezione di dati che costituisce una BDD deve essere fisicamente organizzata su qualche supporto
DettagliGuida all installazione degli Hard Disk SATA ed alla configurazione del RAID
Guida all installazione degli Hard Disk SATA ed alla configurazione del RAID 1. Guida all installazione degli Hard Disk SATA... 2 1.1 Installazione di Hard disk Serial ATA (SATA)... 2 2. Guida alla configurazione
DettagliMemoria secondaria. Architettura dell elaboratore. Memoria secondaria. Memoria secondaria. Memoria secondaria
Architettura dell elaboratore Capacità di memorizzazione dei dispositivi di memoria: Memoria centrale attualmente si arriva ad alcuni GB centinaia di GB o TB Memoria principale e registri: volatilità,
DettagliMateriali per il modulo 1 ECDL. Autore: M. Lanino
Materiali per il modulo 1 ECDL Autore: M. Lanino RAM, l'acronimo per "random access memory", ovvero "memoria ad acceso casuale", è la memoria in cui vengono caricati i dati che devono essere utilizzati
DettagliArchitettura dei calcolatori II parte Memorie
Università degli Studi di Palermo Dipartimento di Ingegneria Informatica Informatica ed Elementi di Statistica 3 c.f.u. Anno Accademico 2010/2011 Docente: ing. Salvatore Sorce Architettura dei calcolatori
DettagliMemoria Esterna (secondaria) n Materiale usato per il disco: era in alluminio n Ora è di vetro, perché Migliora l uniformità della superficie
Memoria Esterna (secondaria) Dischi magnetici RAID Rimovibili Ottica CD-ROM CD-Recordable (CD-R) CD-R/W DVD Nastri magnetici Dischi Magnetici Disco rivestito con materiale magnetico (ossido di ferro) Materiale
DettagliSistemi Operativi. Interfaccia del File System FILE SYSTEM : INTERFACCIA. Concetto di File. Metodi di Accesso. Struttura delle Directory
FILE SYSTEM : INTERFACCIA 8.1 Interfaccia del File System Concetto di File Metodi di Accesso Struttura delle Directory Montaggio del File System Condivisione di File Protezione 8.2 Concetto di File File
Dettagli= 0, 098 ms. Da cui si ricava t 2 medio
1. Una macchina ha uno spazio degli indirizzi a 32 bit e una pagina di 8 KB. La tabella delle pagine è completamente nell hardware, con una parola a 32 bit per voce. Quando parte un processo, la tabella
DettagliArchitettura dei computer
Architettura dei computer In un computer possiamo distinguere quattro unità funzionali: il processore (CPU) la memoria principale (RAM) la memoria secondaria i dispositivi di input/output Il processore
DettagliOrganizzazione della memoria
Memorizzazione dati La fase di codifica permette di esprimere qualsiasi informazione (numeri, testo, immagini, ecc) come stringhe di bit: Es: di immagine 00001001100110010010001100110010011001010010100010
DettagliGestione della memoria centrale
Gestione della memoria centrale Un programma per essere eseguito deve risiedere in memoria principale e lo stesso vale per i dati su cui esso opera In un sistema multitasking molti processi vengono eseguiti
DettagliCalcolatori Elettronici
Calcolatori Elettronici La memoria gerarchica L hard disk Introduzione alla memoria virtuale Scendiamo di un altro livello CPU Banco Cache Memoria principale Memoria secondaria Dimensioni < 1KB < 1 MB
DettagliDischi RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks)
Dischi RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks) Corso: Architetture degli Elaboratori Docenti: F. Barbanera, G. Bella UNIVERSITA DI CATANIA Dip. di Matematica e Informatica Un divario prestazionale
DettagliArchitettura hardware
Architettura dell elaboratore Architettura hardware la parte che si può prendere a calci Sistema composto da un numero elevato di componenti, in cui ogni componente svolge una sua funzione elaborazione
DettagliDischi RAID. high-performance high-reliability. G.Serazzi a.a. 2003/04 Impianti Informatici RAID - 1/32
Dischi RAID high-performance high-reliability 15/03 03/04 G.Serazzi a.a. 2003/04 Impianti Informatici RAID - 1/32 indice caratteristiche generali dei dischi parallelismo ed alte prestazioni affidabilità
DettagliCapitolo 11 -- Silberschatz
Implementazione del File System Capitolo 11 -- Silberschatz Implementazione del File System File system: Definizione dell aspetto del sistema agli occhi dell utente Algoritmi e strutture dati che permettono
DettagliIndice. settembre 2008 Il File System 2
Il File System Indice 4. Il File System 5. Vantaggi del FS 6. Protezione 7. Condivisione 8. I file - 1 9. I file - 2 10. Attributi dei file 11. Directory 12. Livelli di astrazione - 1 13. Livelli di astrazione
DettagliSistemi RAID. Sistemi RAID. Sistemi RAID
Sistemi RAID 1 Sistemi RAID Dei tre elementi fondamentali di un qualsiasi sistema computerizzato: processore, memoria primaria, memoria secondaria, quest ultimo è di gran lunga il più lento. Inoltre, il
DettagliSistemi RAID. Sistemi RAID
Sistemi RAID 1 Sistemi RAID Dei tre elementi fondamentali di un qualsiasi sistema computerizzato: processore, memoria primaria, memoria secondaria, quest ultimo è di gran lunga il più lento. Inoltre, il
DettagliMemoria secondaria. Sistemi Operativi mod. B 14.1
Memoria secondaria Struttura del disco Scheduling del disco Gestione dell unità a disco Gestione dello spazio di swap La struttura RAID Affidabilità dei dischi Connessione dei dischi 14.1 Memoria secondaria
DettagliGuida all installazione degli Hard Disk SATA ed alla configurazione del RAID
Guida all installazione degli Hard Disk SATA ed alla configurazione del RAID 1. Guida all installazione degli Hard Disk SATA...2 1.1 Installazione di Hard disk Serial ATA (SATA)...2 2. Guida alla configurazione
DettagliSistemi RAID. Corso di Calcolatori Elettronici. Feragotto Elena
Sistemi RAID Corso di Calcolatori Elettronici Feragotto Elena Cos è RAID Nato all Università di Berkeley nel 1968, RAID significa: Redundant Array of Inexpensive Disk L idea era quella di sostituire un
DettagliLa memoria - generalità
Calcolatori Elettronici La memoria gerarchica Introduzione La memoria - generalità n Funzioni: Supporto alla CPU: deve fornire dati ed istruzioni il più rapidamente possibile Archiviazione: deve consentire
DettagliSistemi Operativi. ugoerr+so@dia.unisa.it 12 LEZIONE REALIZZAZIONE DEL FILE SYSTEM CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN INFORMATICA. Sistemi Operativi 2007/08
Sistemi Operativi Docente: Ugo Erra ugoerr+so@dia.unisa.it 12 LEZIONE REALIZZAZIONE DEL FILE SYSTEM CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN INFORMATICA UNIVERSITA DEGLI STUDI DELLA BASILICATA Sommario della lezione
DettagliAppunti di informatica. Lezione 6 anno accademico 2015-2016 Mario Verdicchio
Appunti di informatica Lezione 6 anno accademico 2015-2016 Mario Verdicchio RAM disco La RAM è basata su dispositivi elettronici, che funzionano con tempi molto rapidi, ma che necessitano di alimentazione
DettagliIl Sistema Operativo. C. Marrocco. Università degli Studi di Cassino
Il Sistema Operativo Il Sistema Operativo è uno strato software che: opera direttamente sull hardware; isola dai dettagli dell architettura hardware; fornisce un insieme di funzionalità di alto livello.
DettagliLaboratorio di Informatica
per chimica industriale e chimica applicata e ambientale LEZIONE 4 - parte II La memoria 1 La memoriaparametri di caratterizzazione Un dato dispositivo di memoria è caratterizzato da : velocità di accesso,
DettagliL architettura di un DBMS
L architettura di un DBMS sources: Lucidi del corso di Lucidi del corso di Laboratorio di Basi di dati e sistemi informativi, Montesi, Magnani, Corso di laurea in Informatica per il management, Scienze
DettagliArchivio: è un insieme organizzato di informazioni (movimenti contabili, archivi: clienti/fornitori, personale, magazzino) Proprietà:
Prof. Emanuele Papotto Gli archivi Archivio: è un insieme organizzato di informazioni (movimenti contabili, archivi: clienti/fornitori, personale, magazzino) Proprietà: tra le informazioni esiste un nesso
DettagliStrutture di Memoria 1
Architettura degli Elaboratori e Laboratorio 17 Maggio 2013 Classificazione delle memorie Funzionalitá: Sola lettura ROM, Read Only Memory, generalmente usata per contenere le routine di configurazione
DettagliSistemi Operativi. 5 Gestione della memoria
Gestione della memoria Compiti del gestore della memoria: Tenere traccia di quali parti della memoria sono libere e quali occupate. Allocare memoria ai processi che ne hanno bisogno. Deallocare la memoria
Dettagli9. Memoria Virtuale. 9. Memoria Virtuale. 9. Memoria Virtuale
1 (es. 1) Consideriamo un processo con m frame inizialmente vuoti. La stringa di riferimento è lunga p e contiene riferimenti a n pagine diverse. Per un qualsiasi algoritmo di rimpiazzamento: a) qual è
DettagliIl File System. Il file system
Il File System Il file system Parte di SO che fornisce i meccanismi di accesso e memorizzazione delle informazioni (programmi e dati) allocate in memoria di massa Realizza i concetti astratti di file:
Dettagli12. Implementazione di un File System. 12.1.1 Struttura a livelli. 12.2.1 Allocazione contigua
12. Implementazione di un File System 1 Struttura del file system Metodi di allocazione Gestione dello spazio libero Implementazione delle directory Prestazioni ed efficienza 2 Utente 12.1.1 Struttura
DettagliIl file system. meccanismi di accesso e memorizzazione delle informazioni (programmi e dati) allocate. in memoria di massa
Il File System 1 Il file system E quella componente del SO che fornisce i meccanismi di accesso e memorizzazione delle informazioni (programmi e dati) allocate in memoria di massa Realizza i concetti astratti
DettagliInformatica 3. LEZIONE 21: Ricerca su liste e tecniche di hashing. Modulo 1: Algoritmi sequenziali e basati su liste Modulo 2: Hashing
Informatica 3 LEZIONE 21: Ricerca su liste e tecniche di hashing Modulo 1: Algoritmi sequenziali e basati su liste Modulo 2: Hashing Informatica 3 Lezione 21 - Modulo 1 Algoritmi sequenziali e basati su
DettagliSistemi RAID tutti i dati che contiene RAID
Sistemi RAID 1 Sistemi RAID Dei tre elementi fondamentali di un qualsiasi sistema computerizzato: processore, memoria primaria, memoria secondaria, quest ultimo è di gran lunga il più lento. Inoltre, il
DettagliOrganizzazione degli archivi
COSA E UN DATA-BASE (DB)? è l insieme di dati relativo ad un sistema informativo COSA CARATTERIZZA UN DB? la struttura dei dati le relazioni fra i dati I REQUISITI DI UN DB SONO: la ridondanza minima i
DettagliFile e indici. Tecnologia delle BD: perché studiarla? Le basi di dati sono grandi e persistenti. DataBase Management System DBMS
1 Tecnologia delle BD: perché studiarla? File e indici I DBMS offrono i loro servizi in modo "trasparente": per questo abbiamo potuto finora ignorare molti aspetti realizzativi abbiamo considerato il DBMS
DettagliLa memoria centrale (RAM)
La memoria centrale (RAM) Mantiene al proprio interno i dati e le istruzioni dei programmi in esecuzione Memoria ad accesso casuale Tecnologia elettronica: Veloce ma volatile e costosa Due eccezioni R.O.M.
DettagliInformatica 3. LEZIONE 23: Indicizzazione. Modulo 1: Indicizzazione lineare, ISAM e ad albero Modulo 2: 2-3 trees, B-trees e B + -trees
Informatica 3 LEZIONE 23: Indicizzazione Modulo 1: Indicizzazione lineare, ISAM e ad albero Modulo 2: 2-3 trees, B-trees e B + -trees Informatica 3 Lezione 23 - Modulo 1 Indicizzazione lineare, ISAM e
DettagliUniversità degli Studi di Padova Dipartimento di Matematica. - Corso di Laurea in Informatica
Università degli Studi di Padova Dipartimento di Matematica. - Corso di Laurea in Informatica Il presente esame scritto deve essere svolto in forma individuale in un tempo massimo di 60 minuti dalla sua
DettagliI file di dati. Unità didattica D1 1
I file di dati Unità didattica D1 1 1) I file sequenziali Utili per la memorizzazione di informazioni testuali Si tratta di strutture organizzate per righe e non per record Non sono adatte per grandi quantità
DettagliIl Software. Il software del PC. Il BIOS
Il Software Il software del PC Il computer ha grandi potenzialità ma non può funzionare senza il software. Il software essenziale per fare funzionare il PC può essere diviso nelle seguenti componenti:
Dettagli* Continuo incremento delle prestazioni della tecnologia dei semiconduttori ( > 50 % / anno )
* Continuo incremento delle prestazioni della tecnologia dei semiconduttori ( > 50 % / anno ) * Grandi quantita di memoria primaria -> richiede grandi quantita di memoria secondaria * Le applicazioni richiedono
DettagliSistemi di gestione delle basi di dati. T. Catarci, M. Scannapieco, Corso di Basi di Dati, A.A. 2008/2009, Sapienza Università di Roma
Sistemi di gestione delle basi di dati 1 Cos è un DBMS? Una collezione integrata molto grande di dati Modella organizzazioni del mondo reale Entità (ad esempio studenti, corsi) Relazioni (ad esempio, Madonna
DettagliCorso di Sistemi Operativi Ingegneria Elettronica e Informatica prof. Rocco Aversa. Raccolta prove scritte. Prova scritta
Corso di Sistemi Operativi Ingegneria Elettronica e Informatica prof. Rocco Aversa Raccolta prove scritte Realizzare una classe thread Processo che deve effettuare un numero fissato di letture da una memoria
DettagliGESTIONE DELLA MEMORIA CENTRALE
GESTIONE DELLA MEMORIA CENTRALE E MEMORIA VIRTUALE 7.1 Gestione della memoria Segmentazione Segmentazione con paginazione Memoria Virtuale Paginazione su richiesta Sostituzione delle pagine Trashing Esempi:
DettagliCalcolatori Elettronici. La memoria gerarchica La memoria virtuale
Calcolatori Elettronici La memoria gerarchica La memoria virtuale Come usare la memoria secondaria oltre che per conservare permanentemente dati e programmi Idea Tenere parte del codice in mem princ e
Dettaglimemoria virtuale protezione
Memoria Virtuale Le memorie cache forniscono un accesso veloce ai blocchi di memoria usati più di recente La memoria virtuale fornisce un accesso veloce ai dati sulle memorie di massa usati più di recente.
DettagliGestione delle transazioni. Database Management Systems 3ed, R. Ramakrishnan and J. Gehrke 1
Gestione delle transazioni Database Management Systems 3ed, R. Ramakrishnan and J. Gehrke 1 Transazioni v L esecuzione concorrente dei programmi utente è essenziale per le buone prestazioni del DBMS Poiché
DettagliLaboratorio di Informatica di Base Archivi e Basi di Dati
Laboratorio di Informatica di Base Archivi e Basi di Dati Introduzione La memorizzazione dei dati è un aspetto molto importante dell informatica Oggi, mediante i computer, è possibile memorizzare e modificare
Dettagli1. Spiegare le differenze fra le seguenti modalità di binding degli indirizzi:
1. Spiegare le differenze fra le seguenti modalità di binding degli indirizzi: compile time, load time, execution time. Quale delle modalità precedenti necessita di un supporto hardware per poter essere
DettagliTecnologia di un Database Server (centralizzato) Gestione del buffer
Buffer Basi di Dati / Complementi di Basi di Dati 1 Tecnologia di un Database Server (centralizzato) Gestione del buffer Angelo Montanari Dipartimento di Matematica e Informatica Università di Udine Buffer
DettagliMemoria virtuale. Riassumendo Meccanismo di traduzione indirizzi con tabella TLB Ogni processo ha la sua PMT Politiche della memoria virtuale E
Spazio di indirizzamento virtuale Riprendiamo lo spazio di indirizzamento virtuale del programma di inversione stringa LO SPAZIO DI INDIRIZZAMENTO VIRTUALE DI UN PROCESSO É Spazio di indirizzamento virtuale
DettagliFile system II. Sistemi Operativi Lez. 20
File system II Sistemi Operativi Lez. 20 Gestione spazi su disco Esiste un trade-off,tra spreco dello spazio e velocità di trasferimento in base alla dimensione del blocco fisico Gestione spazio su disco
DettagliLez. 5 Memorie Secondarie
Prof. Giovanni Mettivier 1 Dott. Giovanni Mettivier, PhD Dipartimento Scienze Fisiche Università di Napoli Federico II Compl. Univ. Monte S.Angelo Via Cintia, I-80126, Napoli mettivier@na.infn.it +39-081-676137
Dettagli11 Realizzazione del File System. 11.1.1 Struttura a livelli (fig. 11.1) 11.4 Allocazione dei file
11 Realizzazione del File System 1 Metodi di allocazione Allocazione contigua Allocazione concatenata e varianti Allocazione indicizzata e varianti Gestione dello spazio libero 11.1.1 Struttura a livelli
DettagliSolitamente la capacità è minore di un disco magnetico, ma la velocità è molto più alta.
C4. MEMORIA SECONDARIA Nel seguito verranno analizzati, oltre alla struttura dei dispositivi di memorizzazione, anche gli algoritmi di scheduling delle unità a disco, la formattazione dei dischi, la gestione
DettagliCorso di Informatica
CdLS in Odontoiatria e Protesi Dentarie Corso di Informatica Prof. Crescenzio Gallo crescenzio.gallo@unifg.it La memoria principale 2 izzazione della memoria principale ria principale è organizzata come
DettagliIntroduzione al data base
Introduzione al data base L Informatica è quella disciplina che si occupa del trattamento automatico dei dati con l ausilio del computer. Trattare i dati significa: raccoglierli, elaborarli e conservarli
DettagliArchitettura del calcolatore
Architettura del calcolatore La prima decomposizione di un calcolatore è relativa a due macro-componenti: Hardware Software Architettura del calcolatore L architettura dell hardware di un calcolatore reale
DettagliSTRUTTURE DEI SISTEMI DI CALCOLO
STRUTTURE DEI SISTEMI DI CALCOLO 2.1 Strutture dei sistemi di calcolo Funzionamento Struttura dell I/O Struttura della memoria Gerarchia delle memorie Protezione Hardware Architettura di un generico sistema
DettagliSistemi Operativi MECCANISMI E POLITICHE DI PROTEZIONE. D. Talia - UNICAL. Sistemi Operativi 13.1
MECCANISMI E POLITICHE DI PROTEZIONE 13.1 Protezione Obiettivi della Protezione Dominio di Protezione Matrice di Accesso Implementazione della Matrice di Accesso Revoca dei Diritti di Accesso Sistemi basati
DettagliMECCANISMI E POLITICHE DI PROTEZIONE 13.1
MECCANISMI E POLITICHE DI PROTEZIONE 13.1 Protezione Obiettivi della Protezione Dominio di Protezione Matrice di Accesso Implementazione della Matrice di Accesso Revoca dei Diritti di Accesso Sistemi basati
DettagliDMA Accesso Diretto alla Memoria
Testo di rif.to: [Congiu] - 8.1-8.3 (pg. 241 250) 08.a DMA Accesso Diretto alla Memoria Motivazioni Organizzazione dei trasferimenti DMA Arbitraggio del bus di memoria Trasferimento di un blocco di dati
DettagliIl memory manager. Gestione della memoria centrale
Il memory manager Gestione della memoria centrale La memoria La memoria RAM è un vettore molto grande di WORD cioè celle elementari a 16bit, 32bit, 64bit (2Byte, 4Byte, 8Byte) o altre misure a seconda
DettagliIl software impiegato su un computer si distingue in: Sistema Operativo Compilatori per produrre programmi
Il Software Il software impiegato su un computer si distingue in: Software di sistema Sistema Operativo Compilatori per produrre programmi Software applicativo Elaborazione testi Fogli elettronici Basi
DettagliAccess. Microsoft Access. Aprire Access. Aprire Access. Aprire un database. Creare un nuovo database
Microsoft Access Introduzione alle basi di dati Access E un programma di gestione di database (DBMS) Access offre: un supporto transazionale limitato Meccanismi di sicurezza, protezione di dati e gestione
DettagliMemoria Virtuale. Anche la memoria principale ha una dimensione limitata. memoria principale (memoria fisica) memoria secondaria (memoria virtuale)
Memoria Virtuale Anche la memoria principale ha una dimensione limitata. Possiamo pensare di superare questo limite utilizzando memorie secondarie (essenzialmente dischi) e vedendo la memoria principale
DettagliEsame di INFORMATICA
Università di L Aquila Facoltà di Biotecnologie Esame di INFORMATICA Lezione 4 MACCHINA DI VON NEUMANN Anni 40 i dati e i programmi che descrivono come elaborare i dati possono essere codificati nello
DettagliSISTEMI OPERATIVI. Gestione della memoria Domande di verifica. Luca Orrù Centro Multimediale Montiferru 18/06/2007
2007 SISTEMI OPERATIVI Gestione della memoria Domande di verifica Luca Orrù Centro Multimediale Montiferru 18/06/2007 Gestione della memoria 1. Si descriva il concetto di memoria virtuale (esame del 19-06-2006)
DettagliCapitolo 11 La memoria cache
Capitolo 11 La memoria cache Gerarchie di Memoria Dati sperimentali mostrano che i riferimenti alla memoria godono della proprietà di località spaziale e temporale. Località spaziale: tendenza a generare
DettagliIl Sistema Operativo
Il Sistema Operativo Il Sistema Operativo Il Sistema Operativo (S.O.) è un insieme di programmi interagenti che consente agli utenti e ai programmi applicativi di utilizzare al meglio le risorse del Sistema
DettagliProgettazione Fisica FILE
Progettazione Fisica Organizzazione dei files Organizzazione indici FILE Insieme di record lunghezza fissa (R) lunghezza variabile Record Header BH RH record1 RH record2 RH record2 RH record3 Block Header
DettagliInput/Output. Moduli di Input/ Output. gestiscono quantità di dati differenti a velocità diverse in formati diversi. n Grande varietà di periferiche
Input/Output n Grande varietà di periferiche gestiscono quantità di dati differenti a velocità diverse in formati diversi n Tutti più lenti della CPU e della RAM n Necessità di avere moduli di I/O Moduli
DettagliProgrammazione. Dipartimento di Matematica. Ing. Cristiano Gregnanin. 25 febbraio 2015. Corso di laurea in Matematica
Programmazione Dipartimento di Matematica Ing. Cristiano Gregnanin Corso di laurea in Matematica 25 febbraio 2015 1 / 42 INFORMATICA Varie definizioni: Scienza degli elaboratori elettronici (Computer Science)
DettagliOrganizzazione della memoria principale Il bus
Corso di Alfabetizzazione Informatica 2001/2002 Organizzazione della memoria principale Il bus Organizzazione della memoria principale La memoria principale è organizzata come un insieme di registri di
DettagliSoftware relazione. Software di base Software applicativo. Hardware. Bios. Sistema operativo. Programmi applicativi
Software relazione Hardware Software di base Software applicativo Bios Sistema operativo Programmi applicativi Software di base Sistema operativo Bios Utility di sistema software Software applicativo Programmi
DettagliIl Software e Il Sistema Operativo. Prof. Francesco Accarino IIS Altiero Spinelli A.S. 09/10
Il Software e Il Sistema Operativo Prof. Francesco Accarino IIS Altiero Spinelli A.S. 09/10 Cosa Impareremo Programmi e Processi Struttura del Sistema Operativo Sviluppo di Programmi I files e la loro
DettagliGerarchie di memoria Divide et impera. Gerarchie di memoria La congettura 90/10. Gerarchie di memoria Schema concettuale
Memorie Caratteristiche principali Tecnologie di memoria Locazione: processore, interna (principale), esterna (secondaria) Capacità: dimensione parola, numero di parole Unità di trasferimento: parola,
DettagliCalcolatori Elettronici A a.a. 2008/2009
Calcolatori Elettronici A a.a. 2008/2009 PRESTAZIONI DEL CALCOLATORE Massimiliano Giacomin Due dimensioni Tempo di risposta (o tempo di esecuzione): il tempo totale impiegato per eseguire un task (include
DettagliNastro magnetico. Gestione della memoria di massa. Disco magnetico. Disco magnetico. Usato in passato come dispositivo di memorizzazione secondaria
Impossibile visualizzare l'immagine. Nastro magnetico Gestione della memoria di massa Usato in passato come dispositivo di memorizzazione secondaria Può contenere grosse quantità di dati Principalmente
DettagliInformatica - A.A. 2010/11
Ripasso lezione precedente Facoltà di Medicina Veterinaria Corso di laurea in Tutela e benessere animale Corso Integrato: Matematica, Statistica e Informatica Modulo: Informatica Esercizio: Convertire
DettagliIntroduzione alle tecnologie informatiche. Strumenti mentali per il futuro
Introduzione alle tecnologie informatiche Strumenti mentali per il futuro Panoramica Affronteremo i seguenti argomenti. I vari tipi di computer e il loro uso Il funzionamento dei computer Il futuro delle
DettagliVarie tipologie di memoria
Varie tipologie di memoria velocita` capacita` registri CPU memoria cache memoria secondaria (Hard Disk) Gestione della memoria Una parte della viene riservata per il SO I programmi per poter essere eseguiti
DettagliASPETTI PRINCIPALI DELLA GESTIONE AUTOMATIZZATA DI UN ARCHIVIO
ARCHIVIO è un insieme di informazioni che hanno tra di loro un nesso logico (sono inerenti ad uno stesso argomento) e sono organizzate in modo tale da renderne facile la consultazione Le informazioni di
DettagliQuinto Homework. Indicare il tempo necessario all'esecuzione del programma in caso di avvio e ritiro fuori ordine.
Quinto Homework 1) Si vuole progettare una cache a mappatura diretta per un sistema a 32 bit per una memoria da 2 GB (quindi sono solo 31 i bit utili per gli indirizzi) e blocchi di 64 byte. Rispondere
DettagliSistema Operativo. Fondamenti di Informatica 1. Il Sistema Operativo
Sistema Operativo Fondamenti di Informatica 1 Il Sistema Operativo Il Sistema Operativo (S.O.) è un insieme di programmi interagenti che consente agli utenti e ai programmi applicativi di utilizzare al
DettagliC. P. U. MEMORIA CENTRALE
C. P. U. INGRESSO MEMORIA CENTRALE USCITA UNITA DI MEMORIA DI MASSA La macchina di Von Neumann Negli anni 40 lo scienziato ungherese Von Neumann realizzò il primo calcolatore digitale con programma memorizzato
DettagliI dischi ottici. Informatica di Base -- R.Gaeta 18
I dischi ottici Le tecnologie dei dischi ottici sono completamente differenti e sono basate sull'uso di raggi laser Il raggio laser è un particolare tipo di raggio luminoso estremamente focalizzato che
Dettagli