Mass-Storage Structure

1. 이동 헤드 디스크

·  회전지연시간(rotational latency time;= 대기시간) : 데이타가 현재 위치에서 판독/기록 헤드에 인접한 위치까지 회전하는 데 걸리는 시간

·  탐색시간(seek time) : 고정축을 새로운 실린더로 옮기는 과정

·  전송시간(transmission time) : 판독/기록 헤드에 의해서 판독, 기록되는 시간

 

2. 디스크 스케쥴링

① 디스크 스케쥴링

탐색시간을 최소화하기 위해, 대기중인 디스크 요청을 적절히 배열하는 작업. 즉, 레코드를 탐색하는 시간을 최소화하기 위하여 요구 대기행렬의 순서를 정하는 작업

 

② 작은부하의 상황에서는 FCFS가 요구를 처리하는 데 적당하고, 부하가 큰 상황하에서는 스케쥴링이 FCFS보다 더 좋은 수행결과를 가져옴

 

③ 스케쥴링 정책을 분류하는 기준

·  처리량(throughput) : 단위시간당 처리되는 요구의 수를 극대화

·  평균응답시간(mean response time) : (평균대기시간 평균 서비스시간)을 최소화

·  응답시간 편차(variance of response time = 예견성: predictability) : 각각 의 항목이 얼마만큼 평균에서 벗어나 있는가를 나타내는 것으로 편차가 작을수록 예상 가능성이 커짐.

 

3. 디스크 스케쥴링 종류

 

① FCFS(First-Come First-Served) 스케쥴링

·  먼저 도착한 요구가 먼저 서비스를 받는 것

·  디스크가 작은 부하일 경우는 FCFS가 사용할 만하다. 그러나 부하가 커질수록 FCFS는 장치를 포화시키가 쉽고 응답시간이 길어진다.

 

② SSTF(Shorest-Seek-Time-First) 스케쥴링

·  최단 탐색거리(탐색시간)를 가져오는 요구는 비록 대기 행렬의 제일 앞에 있지 않더라도 먼저 처리한다. 즉 실린더 지향의 방법.

·  FCFS보다 처리량이 많고, 중간정도의 부하량에서는 평균응답시간이 짧다.

·  SSTF 탐색 패턴은 중간범위의 트랙에 비해 최내각과 최외각 트랙이 서비스를 절대로 받지 못하는 심각한 국부성을 갖는 경향이 있다. → 특정요청들을 차별하는 경향으로 응답시간에 큰 편차가 생긴다.

·  SSTF는 처리량이 주안점인 일괄처리시스템에는 유용하나, 응담시간의 편차가 크기 때문에 대화형 시스템에서는 유용하지 않다.

 

③ SCAN 스케쥴링

·  SSTF의 응답시간에 대한 차별과 큰 편차를 극복하기 위해 Denning이 개발한 것으로 SSTF와 같은 동작을 하지만 SCAN에서는 진행방향의 가장 짧은 거리에 있는 요청을 선택한다.

·  선택된 방향이 현재 방향이면 SCAN은 외부 방향에서 가장 짧은 탐색 거리를 선택하며, 최외각 실린더를 만나거나 선택된 방향에서 기다리는 요구가 더 이상 없을 때에는 방향을 바꾸어 작업을 계속한다.

·  일명 엘리베이터 알고리즘이라 부른다.

·  SCAN은 SSTF와 같이 실린더 지향방법이다.

 

④ N-Step SCAN 스케쥴링

·  N-단계 SCAN에서는 어떤 방향의 진행이 시작될 당시 대기중이던 요청들만 서비스한다. 즉, 진행도중 도착한 요구들은 한데 모아져서 다음의 반대방향 진행 때 최적으로 서비스를 할 수 있도록 정렬한다.(무한정 대기 가능성을 배제했다.)

·  N-단계 SCAN은 처리량과 평균 응답시간에서 좋은 효율을 보이며, 응답시간의 편차가 작다.

 

⑤ C-SCAN(Circular SCAN) 스케쥴링

C-SCAN 방법에서 암은 외부 실린더에서 내부 실린더로 움직이면서 최단탐색에 대한 요구에 서비스를 한다. (더이상의 안쪽의 요구가 없을 때 헤드는 가장 바깥쪽의 요청으로 옮겨져서 다시 안쪽으로 움직이면서 요청을 처리하는 과정을 시작한다.)

 

⑥ 에센바흐 기법(Eschenbach Scheme)

·  부하가 큰 항공 예약 시스템을 위해 개발된 방법으로 탐색시간뿐만 아니라 회전지연시간도 최적화하려는 최초의 시도

·  헤드는 C-SCAN처럼 움직이는데 예외로 모든 실린더는 그 실린더에 요청이 있든지 없든지간에 전체 트랙이 한바퀴 회전할 동안의 서비스를 받음

 

⑦ SLTF(Shortest Latency Timr First) 스케쥴링

·  탐색시간 최적화의 SSTF방법과 유사한 것으로 회전시간을 최적화하는 방법으로 일단 디스크 암이 특정 실린더에 도착하면 그 실린더의 여러 트랙에 대해 많은 요구들을 검사한 후 가장 짧은 회전지연을 갖는 요구를 우선적으로 서비스한다.

·  일명 섹터 큐잉(sector queueing)이라 부른다. → 요구가 디스크 주위의 섹터 위치에 따라 대기 행렬에 정렬되고 가장 가까운 섹터가 우선적으로 서비스되기 때문.

 

⑧ 문헌상에 의한 가장 좋은 디스크 스케쥴링

·  부하가 적은 경우 : SCAN방법

·  부하가 중간에서 많은 경우 : C-SCAN

 

4. 디스크 캐슁(disk caching)

 

·  디스크 캐슁을 가진 시스템은 레코드 다음 기록이 필요로 하는 버퍼의 장소가 없을 때 까지 남아 있게 되며, 바로 그때에 레코드가 실제로 디스크에 기록된다.

 

·  디스크 캐슁의 요점은 빈번히 사용되는 기록을 주기억장소의 디스크 캐쉬에 보관하는 것으로 빈번히 사용되는 레코드일 경우 잘 작동되며, 이 문제을 해결하기 위해 locality heuristic 기법을 사용한다.

·  국부적 휴어리스틱 : 최근에 참조된 기록이 가까운 장래에 참조될 가능성이 크다는 점