ALLOCAZIONE DELLO SPAZIO SU DISCO

Collegamento fra CPU e periferiche

In modo molto intuitivo siamo soliti considerare un file come una sequenza di record logici (l'insieme delle informazioni relative a un'entità logica, i record fisici invece, sono la quantità di byte dipendente dalla struttura hardware) contigui. Se fisicamente i record fossero così memorizzati sorgerebbero notevoli problemi al momento dell'inserimento di record in un file già esistente in quanto sarebbe necessario dichiarare quanto spazio è necessario per memorizzare l'intero file in modo che il SO riservi la porzione di disco adeguata. Logicamente i record sono uno di seguito all'altro, mentre fisicamente possono essere memorizzati in maniera discontinua, nel senso che i record del file possono esserre allocati in blocchi fisici separati.

La FAT

La File Allocation Table (in sigla FAT) regola l'accesso al disco, è stata sviluppata per MS-DOS e successivamente, da Bill Gates e Marc McDonald utilizzata nei SO Microsoft Windows fino alla versione Windows Me. La FAT è relativamente semplice ed è supportata da moltissimi sistemi operativi moderni (Unix, Linux, Mac, ecc.). Queste caratteristiche la rendono adatta ad esempio per i Floppy Disk e le Memory Card. Può anche essere utilizzata per condividere dati tra due sistemi operativi diversi e molto altro. Nella FAT sono memorizzati settore di partenza, dimensione in byte e altre informazioni che variano da un file system a un'altro. La FAT viene memorizzata dal SO su disco e viene trasferita nella RAM. Il più grande problema del File System FAT della Microsoft è la frammentazione. Quando i file vengono eliminati, creati o spostati, le loro varie parti si disperdono sull'unità, rallentandone progressivamente la lettura e la scrittura. Una soluzione a questo inconveniente è la deframmentazione (un processo che riordina i file sull'unità). Questa operazione può durare anche diverse ore e deve essere eseguita periodicamente per mantenere le prestazioni dell'unità.

Tipi di allocazione

Ogni blocco fisso contiene i record logici memorizzati e un puntatore per al blocco logicamente successivo. Per reperire agevolmente le informazioni in un file basta inseriere l'indirizzo del primo blocco fisso nella directory di base. Il puntatore contenuto nel blocco stesso dovrà poi definire l'indirizzo del blocco successivo. Questa tipom di allocazione è detta a blocchi concatenati e risulta valida per memorizzare file sequenziali.

Politiche per la gestione delle operazioni di I/O su disco

Le prestazioni di un disco si misurano in

• tempo di accesso: T I/O = T seek (tempo di ricerca) + T latenza (latenza di rotazione) + T trasferimento (tempo di lettura/scrittura del blocco)
• ampiezza di banda, cioè il numero totale di byte trasferiti diviso il tempo totale di trasferimento.

Se le richieste di lettura/scrittura non vengono soddisfatte subito, vengono messe in coda e successivamente schedulate per miglioreare il tempo di accesso e l'ampiezza di banda.

Esistono diversi tipi di politiche di scheduling:

• FCFS (First Come First Served): si sevono le richieste in ordine di arrivo, garantisce equità tra i processi ma scarsa velocità di servizio, non ottimale
• SSTF (Shortest Seek Time First): si sgelgono le richieste con il minor tempo di seek, così si ottimizzano i tempi di accesso e si privilegiano le richieste relative a tracce centrali. Può condurre ad attese indefinite
• SCAN (Scheduling per scansione o dell'ascensore): Il braccio dell'unità si sposta continuamente da un estremo all'altro fino a esaurimento delle richieste, poi riparte invertendo la marcia
• C-CSCAN (per scansione circolare): variante dello SCAN dove il braccio, raggiunto l'estremo opposto, non torna indietro ma riparte dall'inizio, trattandolo come una lista circolare. Garantisce un tempo d'attesa meno variabile e più omogeneità nel rispondere alle richieste

Altri fattori che influenzano la scelta della politica sono la posizione della directory, il metodo per l'assegnazione dei file e il numero e il tipo di richieste.