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第 11 章 儲存裝置 與其管理. 儲存裝置. 作業系統如何取得檔案，就和儲存裝置有關，其中的原理包含了很多細節，例如磁碟輸出入工作的排序、儲存裝置的格式化、開機區域的管理等 儲存裝置的容量越來越大，種類也越來越多元化 作業系統對於大型儲存裝置的管理機制比以前複雜多了，還好對使用者而言，由於視窗介面的人性化，倒不受這些發展的影響，反而覺得作業系統越來越好用. 硬碟機的外觀以及拆除外殼之後內部的長像. 磁性儲存 (magnetic recordings) 的基本原理. 磁頭的結構. 多個磁盤與磁頭的配置情況. 硬碟機的技術. 硬碟機技術進步的關鍵在於磁碟儲存密度的提昇
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儲存裝置 • 作業系統如何取得檔案，就和儲存裝置有關，其中的原理包含了很多細節，例如磁碟輸出入工作的排序、儲存裝置的格式化、開機區域的管理等 • 儲存裝置的容量越來越大，種類也越來越多元化 • 作業系統對於大型儲存裝置的管理機制比以前複雜多了，還好對使用者而言，由於視窗介面的人性化，倒不受這些發展的影響，反而覺得作業系統越來越好用
硬碟機的技術 • 硬碟機技術進步的關鍵在於磁碟儲存密度的提昇 • 使磁碟體積縮小，而磁頭與磁碟表面距離越接近，就可以讓密度增加 • 磁碟的轉速、排線的介面以及處理的電路等也對磁碟的效能產生很大的影響
磁碟定址方式 • CHS(cylinder-head-sector) • LBA(logical block address) • 通常在電腦系統的BIOS中都會記載每個磁碟的磁柱數目、磁頭數目與磁區數目 • CHS以磁柱編號、磁頭編號再加上磁區編號來定址 • LBA採用簡化的方式，直接給每個磁區一個序號
磁碟排程的原理與方法 • 磁碟使用的效率決定於資料存取速度和所花費的時間 • 由於作業系統中同時有許多程序在執行，磁碟的使用很頻繁 • 當磁碟資料的請求增加以後，作業系統就面臨了排程（scheduling）的問題，也就是決定處理請求的順序，使系統的效率保持在最佳的狀況
LOOK排程法 • SCAN和C-SCAN的排程法中，磁頭都是走到末端後才會往另一個方向走，或是從頭開始 • LOOK排程法和C-LOOK排程法分別對應於SCAN和C-SCAN兩種方法，主要的差異在於LOOK和C-LOOK會在到達末端前先判定是否中間還有請求，假如沒有的話，就立刻往另一個方向走（或從另一端的第一個請求開始），節省了最後一個請求和末端之間的旅行距離
磁碟的格式化 • 先將磁碟分割（partition）成幾個由磁柱組成的區域 • 然後針對每個區域進行邏輯格式化（logical formatting），也就是在上頭建立檔案系統（file system） • 完成這兩個驟以後，分割的區域可以當做一個獨立的磁碟一樣來使用
開機（boot）磁區 • 電腦剛開機的時候會執行第一個程式，這個開機程式（bootstrap program）對電腦的各成分做初始化（initialization）的處理，然後從磁碟上找到作業系統核心，載入記憶體中執行 • 開機程式也可以放在唯讀記憶體（ROM, read-only memory）中，如此一來將可省略一些初始化的步驟，而且程式本身不受電腦病毒的影響
切換空間（swap space）的管理 • 虛擬記憶體（virtual memory）把磁碟空間的一部分當成主記憶體來用，由於磁碟存取的速度比記憶體要慢很多，虛擬記憶體會消耗一些CPU的工作時間，切換空間是用來改善虛擬記憶體技術的效率 • 切換空間的用法有很多種，有些切換空間把整個程序內含（process image）都儲存起來，有的則是以資料頁的方式，把從主記憶體中移出的資料暫存在資料頁中 • 切換空間到底要多大決定於主記憶體的大小、虛擬記憶體的大小，以及虛擬記憶體使用的方式
磁碟穩定性的管理 • 電腦裡的磁碟發生問題的機率很高，一旦有嚴重的損壞發生，往往需要一段時間來復原和補救 • 有各種和磁碟穩定性相關的技術，希望能在磁碟損壞時馬上恢復操作，不致發生資料遺失的現象 • 最著名的方法是磁碟陣列（RAID, Redundant Array of Independent Disks），將資料同時儲存在好幾個磁碟上
磁碟陣列 • 鏡射（Mirroring） • 檢查碼（Parity）
第三級的儲存裝置（tertiary-storage device） • 軟性磁碟（floppy disk） • 光碟（optical disk） • 磁帶（tape）
