Esercizi cap 5 (dischi magnetici, schedulazione del braccio del

Esercizi cap 5 (dischi magnetici, schedulazione del braccio del disco, RAID)
Scheduling del braccio del disco.
1. Considera un disco con 300 cilindri.
Confrontare le politiche di schedulind del braccio FIFO, SSTF, SCAN C-SCAN, nell'ipotesi di avere una coda di richieste relative ai seguenti
cilindri:
150, 265, 60, 190, 25, 183, 90, 95, 20, 160.
Il braccio è inizialmente posizionato sulla traccia 100 e si muove verso l'interno.
Determinare per ciascuna politica il totale e la media degli spostamenti del braccio.
2. Svolgere es. 12 pag. 238 (disco con 300 cilindri, posizione iniziale: 205)
Parametri del disco
3.Un disco ha le seguenti caratteristiche:
Cyl = N.cilindri = 96800
Head =N. testine = 2
Bps = Byte per settore = 512
Spt = Settori per traccia = 860
Calcolare la capacità totale C del disco in MegaByte e in GigaByte (GB).
4. Calcolare la latenza rotazionale T R di un disco che ha una velocità di rotazione G pari a 4000 rpm.
5. Calcolare la velocità di rotazione G (espressa in rpm) di un disco che ha una latenza rotazionale T R di 12,5 msec
6. In riferimento al disco dell'es. 3 calcolare:
- Quanti Kbyte sono memorizzabili su ogni traccia
- Quanti Kbyte sono memorizzabili su ogni cilindro
7.Un disco ha le seguenti caratteristiche:
Capacità totale = 7680 Mbyte
Cyl = N.cilindri = ?
Head =N. testine = 6
Bps = Byte per settore = 512
Spt = Settori per traccia = 500
Determinare qual è il numero di cilindri del disco. (5000)
8. Calcolare il Transfer Rate istantaneo TR (in MB/sec), di un disco con le seguenti caratteristiche:
Spt = settori per traccia = 1080
Bps = byte per settore = 512
VR = Velocità rotazione = 15000 rpm
(il Transfer Rate è la velocità di trasferimento, in byte al secondo, che si ha leggendo i dati di una singola traccia)
RAID
9. Si hanno due dischi da 200 GB, con Transfer Rate istantaneo pari a 200 MB/sec. Si possono configurare i due dischi in modalità
RAID0 oppure RAID1. Determinare per ciascuna delle due modalità:
a) La capacità complessiva ottenuta
b) Se si ha un miglioramento nelle prestazioni (Transfer Rate)
c) Se si ha un miglioramento per la tolleranza ai guasti
10. Un array di dischi RAID è composto da 4 dischi da 500 GB, ciascuno con Transfer Rate istantaneo di 120 MB/sec.
L'array può essere configurato in modalità RAID0, RAID10, RAID5. Determinare per ciascuna possibile configurazione:
− La capacità complessiva di memoria utilizzabile (Ctot)
− Il Transfer Rate (teorico) in lettura (TRL)
− Il Transfer Rate (teorico) in scrittura (TRS)
11. Per ciascuna delle configurazioni RAID dell'es. precedente, spiegare cosa accade:
a) nel caso di guasto di un disco
b) nel caso di guasto di un secondo disco (senza avere ancora effettuato la sostituzione del primo)
In particolare specificare se si ha perdita dei dati o no, oppure se ci sono rallentamenti in lettura e/o in scrittura
12. Ripetere l'es. 10-11 avendo 12 dischi da 1000 GB, Transfer rate = 300MB/sec.
Risposte:
3.
C= 85246 MB
C= 85,2 GB
4. TR = 30000/G = 30000/4000 msec= 7,5 msec
5. G = 2400 rpm
6.
440 KB per traccia
880 KB per settore
7
Numero cilindri = 5000
8.
VR = (15000 / 60) rps = (velocità di rotazione: rotazioni per secondo)
Durata Rotazione = (60 / 15000) sec
Bpt = Byte per traccia = Bps*Spt = 1080 * 512 byte
Transfer Rate = Bt / Dr = 1080 * 512 * (15000 / 60) Byte/sec = 138240000 byte /sec =138,24 MB/sec
9.
RAID 1
Capacità= 200 GB
Miglioramento TR lettura (perché...)
Forte aumento tolleranza guasti (MTBF) . Es : se la probabilità di un guasto su un disco nell'arco delle prossime 24 ore è p, la probabilità che nelle
prossime 24 ore si guastino entrambi i dischi è p 2 (molto più bassa). Il disco guasto va comunque sostituito al più presto.
RAID0
Capacità = 400GB
Miglioramento TR (lettura e scrittura): doppio rispetto all'originale (2*TR)
Diminuzione tolleranza ai guasti: la probabilità che si guasti il sistema aumenta. Es.: se la probabilità di un guasto su un disco nell'arco delle
prossime 24 ore è p, avendo due dischi la probabilità è 1-(1-p)*(1-p). Con p=0,0001 la probabilità diventa 0,00019999 (quasi il doppio).
10 e 11
RAID 0:
Ctot= 4*500 GB = 2000 GB = 2 TB
TRL = TRS = 120 *4 MB/sec = 480 GB/sec
Guasto di un disco: perdita dati
Guasto 2 dischi: perdita dati
RAID 10:
Ctot= (4 / 2) * 500 GB = 1000 GB = 1 TB
TRL = 120 *4 MB/sec = 480 GB/sec
TRS = 120 *2 MB/sec = 240 GB/sec
Guasto di un disco: no perdita dati, rallentamento solo in lettura, nessun rallentamento in scrittura
Guasto 2 dischi: perdita dati solo se se i due dischi guasti erano in RAID1, altrim. c.s.
RAID 5:
Ctot= (4 - 1) * 500 GB = 1500 GB = 1,5 TB
TRL = TRS = 120 *3 MB/sec = 360 GB/sec
Guasto di un disco: no perdita dati, forte rallentamento in lettura per ricostruzione dati a caldo
Guasto di un secondo disco: perdita dati
Compilare infine la tabella riassuntiva.
RAID 0
RAID 10
RAID5
2000GB
1000
1500
TRL = Transfer Rate (lettura)
480 MB/sec
480
360
TRS = Transfer Rate (scrittura)
480 MB/sec
240
360
Ctot = Capacità Totale