Главная страница
Навигация по странице:

  • По дисциплине Сети хранения данных

  • Группа №: Дата сдачи работы

    		•

    Контрольная работа Сети хранения данных. Контрольная работа По дисциплине Сети хранения данных Вариант 6 Фамилия Имя


    Скачать 53.93 Kb.
    НазваниеКонтрольная работа По дисциплине Сети хранения данных Вариант 6 Фамилия Имя
    АнкорКонтрольная работа Сети хранения данных
    Дата17.04.2022
    Размер53.93 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаКонтрольная работа Сети хранения данных.docx
    ТипКонтрольная работа
    #481292

    САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

    УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ им. проф. М. А. Бонч-Бруевича

    ИНСТИТУТ НЕПРЕРЫВНОГО ОБРАЗОВАНИЯ (ИНО)


    Контрольная работа

    По дисциплине Сети хранения данных

    Вариант 6



    Фамилия:



    Имя:



    Отчество:



    Курс:



    Студ. билет:



    Группа №:



    Дата сдачи работы:





    Санкт-Петербург

    Задача 1.


    Построить FAT – таблицу для заданных файлов, с учетом заданных точек доступа, объема файлов и объема кластеров. Определить потерю памяти для каждого файла.

    Исходные данные 1.

    Имя файла
    Объём файла (байт)
    Точка доступа
    Объём кластера (Кбайт)

    A
    24500
    1
    8

    B
    27800
    3

    C
    28100
    5

    D
    15250
    2

    E
    21200
    7


    Определение FAT-таблицы

    Определим объемы файлов в кластерах, как целую часть следующего выражения:


    Имя файла
    Объем в кластерах Vfcl

    A


    B


    C


    D


    E



    Количество столбцов в FAT-таблице определяется общим количеством всех кластеров, необходимых для записи на диск всех файлов. В данном случае величина составит 16 столбцов.

    Составим цепочки кластеров для каждого файла:

    A = 1-2-4

    B = 3-6-9-10

    C = 5-11-12-13

    D = 8-14

    E = 7-15-16
    A



    B



    C



    E
    D

    Nкластера
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8

    Nссылки
    2
    4
    6
    EOF
    11
    9
    15
    14

    Nкластера
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16

    Nссылки
    10
    EOF
    12
    13
    EOF
    EOF
    16
    EOF


    Для определения потерь памяти в файле A от произведения количества кластеров в этом файле на объем кластера вычтем объем файла A.



    Расчет потерь памяти при записи на диск остальных файлов производится аналогично.

    Имя файла
    Потеря дисковой памяти (байт)

    A
    76

    B
    4968

    C
    4668

    D
    1134

    E
    3376


    Задача №2


    1. Описать заданные файла в формате файловой системы NTFS (с использованием экстент);

    2. Дефрагментировать диск с целью оптимизации описания файлов (допускается изменять точки доступа) и представить оптимизированные формы записи файлов.

    Исходные данные 2.

    Имя файла
    Объём файла (байт)
    Точка доступа
    Объём кластера (Кб)

    A
    24500
    1
    8

    B
    27800
    3

    C
    28100
    5

    D
    15250
    2

    E
    21200
    7


    Определение FAT-таблицы

    Определим объемы файлов в кластерах, как целую часть следующего выражения:


    Имя файла
    Объем в кластерах Vfcl

    A
    3

    B
    4

    C
    4

    D
    2

    E
    3


    Количество столбцов в FAT-таблице определяется общим количеством всех кластеров, необходимых для записи на диск всех файлов. В данном случае величина составит 16 столбцов.

    Составим цепочки кластеров для каждого файла:

    A = 1-4-6

    B = 3-8-9-10

    C = 5-11-12-13

    D = 2-14

    E = 7-15-16
    A
    D
    B



    C



    E



    Nкластера
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8

    Nссылки
    4
    14
    8
    6
    11
    EOF
    15
    9

    Nкластера
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16

    Nссылки
    10
    EOF
    12
    13
    EOF
    EOF
    16
    EOF


    Указанные файлы в терминах файловой системы NTFS могут быть записаны в виде следующей последовательности экстент:

    A= {1,1,1};{2,4,1};{3,6,1}

    B= {1,2,1};{2,8,3}

    C= {1,5,1};{2,11,3}

    D= {1,2,1};{2,14,1}

    E= {1,7,3}

    После проведения дефрагментации изменяются точки доступа файлов так, чтобы каждый файл мог быть записан в виде одной экстенты. В результате преобразований получаем следующую форму записи файлов:

    A= {1,1,3}

    B= {1,4,4}

    C= {1,8,4}

    D= {1,12,2}

    E= {1,14,3}

    Задача №3


    1. Построить FAT-таблицу для заданных файлов в соответствии с параметрами учебного диска.

    2. Рассчитать общее время считывания файлов с учетом следующих допущений:

    • временем передачи сигналов по шинам пренебречь;

    • время перехода головки записи/считывания определить на T1 (количество пересекаемых дорожек).

    1. Дефрагментировать диск и рассчитать общее время считывания всех файлов после дефрагментации.

    Исходные данные 1.

    Число дорожек, Nдор
    Число секторов на дорожке, Nсек
    Число секторов в кластере, Nкл
    Время перемещения головки на 1 дорожку T1, мс
    Скорость вращения диска Nоб, об/мин

    8
    12
    2
    3
    3600


    Число поверхностей на диске – 1

    Объем сектора – 0,5 Кб


    Имя файла
    Объём файла (байт)
    Точка доступа

    A
    9500
    12

    B
    10500
    5

    C
    7000
    6

    D
    6500
    1

    E
    4500
    10


    Определение FAT-таблицы

    Определим объем кластера как



    Определим объемы файлов в кластерах как целую часть следующего выражения:



    Имя файла
    Объем в кластерах Vfcl

    A
    10

    B
    11

    C
    7

    D
    7

    E
    5


    Общее количество позиций в FAT-таблице определяется емкостью диска в кластерах. Для решаемой задачи это значение можно рассчитать как:

    Составим цепочки кластеров для каждого файла:
    A = 12-13-14-15-16-17-18-19-20-21

    B = 5-7-8-9-11-22-23-24-25-26-27

    C = 6-28-29-30-31-32-33

    D = 1-2-3-4-34-35-36

    E = 10-37-38-39-40
    D









    B
    C









    E



    A












    № кластера
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16

    № ссылки
    2
    3
    4
    34
    7
    28
    8
    9
    11
    37
    22
    13
    14
    15
    16
    17

    № кластера
    17
    18
    19
    20
    21
    22
    23
    24
    25
    26
    27
    28
    29
    30
    31
    32

    № ссылки
    18
    19
    20
    21
    eof
    23
    24
    25
    26
    27
    eof
    29
    30
    31
    32
    33

    № кластера
    33
    34
    35
    36
    37
    38
    39
    40
    41
    42
    43
    44
    45
    46
    47
    48

    № ссылки
    Eof
    35
    36
    eof
    38
    39
    40
    eof
    0
    0
    0
    0
    0
    0
    0
    0


    Следующим этапом решения поставленной задачи является построение карты диска, которая отражает расположение кластеров по дорожкам диска. Количество дорожек задано и равно 8, общий объём диска в кластерах равен 48, следовательно, на каждой дорожке диска расположено 6 кластеров.

    Карта диска будет иметь следующий вид:

    № дорожки
    Кластеры

    1
    1 D1
    2 D2
    3 D3
    4 D4
    5 B1
    6 C1

    2
    7 B2
    8 B3
    9 B4
    10 E1
    11 B5
    12 A1

    3
    13 A2
    14 A3
    15 A4
    16 A5
    17 A6
    18 A7

    4
    19 A8
    20 A9
    21 A10
    22 B6
    23 B7
    24 B8

    5
    25 B9
    26 B10
    27 B11
    28 C2
    29 C3
    30 C4

    6
    31 C5
    32 C6
    33 C7
    34 D5
    35 D6
    36 D7

    7
    37 E2
    38 E3
    39 E4
    40 E5
    41 E6
    42 0

    8
    43 0
    44 0
    45 0
    46 0
    47 0
    48 0

    Каждая клетка карты диска содержит номер кластера диска и обозначение входящего в состав файла кластера с указанием его номера.

    Определим время, за которое диск делает один оборот:



    где

    60 – количество секунд в минуте, 1000 – количество миллисекунд в секунде.

    За это время под головкой считывания/записи диска проходят все кластеры одной дорожки, для нашего случая – это 6 кластеров, следовательно, время считывания одного кластера составит



    Для считывания первого кластера файла, головка должна быть установлена на дорожку, где расположен этот кластер. Номер дорожки определяется по карте диска.

    Время перемещения головки на одну дорожку задано, значит время позиционирования головки на дорожку определяется как:



    где

    T1 = 4 мс – время перемещения головки на одну дорожку (задано),

    N – число переходов с дорожки на дорожку при перемещении головки считывания/записи.

    Когда головка установится на нужной дорожке, необходимо потратить какое-то время на ожидание появления под головкой нужного кластера.

    Поскольку этот процесс случайный, то, предполагая равномерный закон распределения вероятностей значений времени ожидания, можно принять за время ожидания величину полуоборота диска, то есть:



    В общем случае время считывания любого кластера определится как сумма



    А общее время считывания файла будет представлять собой сумму значений считывания кластеров, которые входят в состав файла.

    Определим время считывания файла A. Файл занимает 10 кластеров, которые расположены на второй, третьей и четвертой дорожках диска, следовательно


    Для считывания второго кластера файла A необходимо переместить головку считывания со второй на третью дорожку, учесть время ожидания прохождения нужного кластера под головкой считывания и считать кластер.


    Для считывания третьего кластера файла A перемещения головки считывания на другую дорожку не требуется, не требуется и ожидание кластера, так как кластер A3 располагается на той же дорожке сразу за кластером A2, следовательно

    Аналогично для кластеров A4-A7:















    Общее время считывания файла A определится как сумма времен считывания всех кластеров, входящих в состав этого файла:



    Аналогично рассчитывается время считывания данных для остальных файлов.















































    Анализ результатов расчетов показывает, что основные затраты времени при считывании информации с магнитных дисков определяются временем позиционирования головок на требуемую дорожку диска и временем ожидания прохода нужного кластера под головкой считывания.
    Дефрагментация диска предполагает выполнение операций упорядочения расположения кластеров для каждого из записанных на диске файлов с целью повышения эффективности использования дисковой памяти и уменьшения времени считывания файлов.

    Карта диска после дефрагментации выглядит следующим образом:

    № дорожки
    Кластеры

    1
    1 E1
    2 E2
    3 E3
    4 E4
    5 E5
    6 E6

    2
    7 C1
    8 C2
    9 C3
    10 C4
    11 C5
    12 C6

    3
    13 C7
    14 D1

    15 D2
    16 D3
    17 D4
    18 D5

    4
    19 D6
    20 D7
    21 A1
    22 A2
    23 A3
    24 A4

    5
    25 A5
    26 A6
    27 A7
    28 A8
    29 A9
    30 A10

    6
    31 B1
    32 B2
    33 B3
    34 B4
    35 B5
    36 B6

    7
    37 B7
    38 B8
    39 B9
    40 B10
    41 B11
    42 0

    8
    43 0
    44 0
    45 0
    46 0
    47 0
    48 0


    Рассчитаем общее время считывания файлов с диска после выполнения операции дефрагментации.










































    После проведения операций дефрагментации диска общее время считывания файлов уменьшилось в 1,14 раза.

    Задача №4


    Рассчитать следующие параметры производительности дисковой системы:

    1. Коэффициент загрузки – U;

    2. Средний размер очереди запросов – NQ;

    3. Среднее время, проведенное запросом в очереди – RQ.

    Определить новые параметры дисковой системы (RS), позволяющие уменьшить время нахождения запроса в очереди на указанную в исходных данных величину.

    Исходные данные 4.

    Скорость поступления запросов a 1/c
    Время обслуживания запросов
    Rs, мс
    Уменьшить среднее время нахождения запроса в очереди ΔRS

    100
    5,78
    40%


    Решение

    Коэффициент загрузки системы определяется с учетом согласования размерности величин:







    Уменьшим значение RQ на 40%, то есть новое значение среднего времени, проведенное запросом в очереди, составит


    Определим значение характеристики RS1 для новой дисковой системы, которое обеспечит снижение времени нахождения запросов в очереди до величины 6,54 мс.

    Преобразуем выражение (1)



    Откуда следует




    Проверка правильности решения заключается в вычислении значения времени ожидания в очереди при использовании новой дисковой системы со значением параметра .




    Ответ:

    ;

    ;

    .

    Задача №5


    Определить какой должна быть скорость вращения диска, чтобы обеспечивалось заданное значение IOPS.

    Исходные данные 5.

    Среднее время поиска блока информации на диске (E), мс
    Средняя скорость передачи блока информации по шинам, Мб/с
    Объем используемых для передачи данных блоков, Кб
    Требуемое значение IOPS, 1/с

    3
    15
    32
    140


    Решение

    Определим время обслуживания одного запроса



    Среднее время передачи блока составит


    Среднее время ожидания нужного блока при считывании или записи информации определим как разность



     

    Если учесть, что среднее время ожидания нужного блока составляет время необходимое для половины оборота диска, то скорость вращения диска составит

    написать администратору сайта