인덕대학 컴퓨터소프트웨어과 2학년 C반 200812111 김 정 은 5장. 디스크 스케줄링 인덕대학 컴퓨터소프트웨어과 2학년 C반 200812111 김 정 은

1. 자기 디스크의 소개 * 자기 디스크의 개요 얇고 둥근 금속 원판에 자성물질로 코팅되어 만들어진 것으로 그 평판 위에 헤드가 전도성 코일을 통해표면을 자화시켜 데이터를 저장하는원리이다.

2. 자기 디스크에서의 물리적 주소 * 자기 디스크 시스템에서 데이터의 전송 단위는 물리적으로 섹터 단위이다. * 시스템에서 하나의 섹터를 정확히 지정하기 위해서 실린더 번호, * 표면 번호, 섹터 번호가 필요하다.

3. 자기 디스크의 액세스 시간 * 디스크 액세스 시간 = 탐색시간+회전지연시간+데이터전송시 ① 탐색시간(Seek Time) ⇒ 헤드를 해당 트랙으로 이동하는데 걸리는 시간 ② 회전 지연 시간(Latency Time)=서어치 시간(Search Time) ⇒ 해당 섹터가 헤드 아래로 회전 되어 올 때까지의 시간이다. ③ 데이터 전송 시간(Data Transfer Time) ⇒ 헤드를 통해 디스크의 특정 지역에 데이터를 저장하거나 읽는데 걸리는 시간이다.(디스크와 주기억장치 사이에 전송하는 시간) * 위의 3가지 중 가장 큰 비중을 차지하는 것은 탐색시간이다.

4. RAID * RAID(Redundant Array of Inexpensive Disk; 복수 배열 독립 디스크) * 정의 - 데이터를 분할해서 복수의 자기 디스크 장치에 대해 병렬로 데이터 를 읽는 장치 또는 읽는 방식이다. 즉, 여러 개의 하드디스크를 마치 1개의 하드디스크처럼 다룰 수 있는 기술이다. 다시 말하면 여러 개 의 하드디스크를 1개의 디스크처럼 사용함으로써 속도 향상을 가져 온다. * RAID의 목적 - 데이터 전송 속도 향상 - 대용량 디스크 확장 가능 - I/O 요구 처리율 향상 - 결함 허용도 향상

6. RAID * RAID-0 Disk Stripping을 이용하는 Disk 배열로 Redundancy는 포함하지 않음. 배열내의 모든 Disk들에 데이터를 분산 저장 배열 관리 소프트웨어(Array Management Software) 필요 장점: I/O요구의 병렬처리 및 Strip들의 병렬 Access로 I/O 전송시간 감소 단점: 디스크 데이터의 Parity를 계산하여 저장하는 디스크를 따로 배정하지 않았으므로 Disk Data Failure의  경우 복구 방법이 없음.  * RAID-1 디스크반사(disk mirroring)방식 Disk Data Input에 있어서 2개 디스크에 Parallel Write가 가능 Disk Data Output에 있어서는 2개의 데이터 중 어느 하나의 데이터에 임의로 접근 할 수 있어 Access Time은 하나의 Disk일 경우 보다 오히려 줄일 수 있음. 두개의 디스크에 동일하게 데이터를 기록(Mirroring) 장점: 높은 신뢰도 단점: write 시 Overhead가 큼

6. RAID * RAID-2 : 비트-단위 인터리빙 및 검사 디스크 사용 Hamming Code를 이용한 오류검출과 정정 검사에 많은 Overhead발생으로 실제로는 사용하지 않음. * RAID-3 : 패리티 디스크(parity disk)사용 각각의 Disk에 데이터를 Bit 단위로 Stripping하여 기록하며, 안전성 확보를 위해 별도 디스크에 Parity Disk를 저장함. 장점 : Overhead 낮음 단점 : Parity Disk가 성능상의 bottleneck이 됨. * RAID-4 : 병렬 데이터 전송 채널 추가 Block 단위의 Interleaving 장점 : 동시 Access가능하며 병렬전송으로 전송률 향상 단점: 쓰기 동작 시에 4번의 Access(데이터와 Parity의 읽기와 쓰기)필요

7. RAID * RAID-5 : 회전 패리티(rotated parity) 방식 이용 회전 Parity Disk를 사용함 장점 : Parity Disk에 대한 병목현상 해소   * RAID-6 : 2차원 패리티(2-dimensional parity)방식 2차원 디스크 배열로 열에 대한 패리티 외에 행에 대한 패리티 추가 장점 : 2개 이상의 디스크에 결함이 발생하여도 회복 가능 단점 : 한번의 쓰기 동작에 6번의 디스크 액세스 발생

8. 디스크 스케줄링 기준 * 디스크 스케줄링은 디스크 입출력을 하기 위해 대기하고 있는 요청 (request)들 중에서 어느 요청을 먼저 처리할 것인가를 결정하는 것 * 이유 - 큐(Queue)에 대기중인 요청들에 대해 서비스 순서를 어떻게 결정하 는지에 따라 디스크 시스템의 성능이 달라지므로 더 좋은 성능을 얻 기위한 것이다. 디스크 스케줄링에서는 데이터 액세스 시간 중에 데 이터 전송시간은제외 되므로 탐색시간, 회전 대기시간의 최적화 기 법이 필요하다. * 디스크 스케줄링의 평가 기준 - 단위 시간당 처리량(Throughput)⇒ 극대화 - 평균 응답 시간(Mean Response Time)⇒ 감소 - 응답 시간의 예측성(Predictability)

9. 탐색 시간의 최적화 * FCFS(first come first served scheduling) 스케줄링 가장먼저 입력된 요구가 우선적으로 서비스를 받는 방법 구현 - 대기 큐에 입력된 요구 순서대로 서비스 진행 특징 - 대기 큐의 순서대로 서비스하며 더 높은 우선 순위의 요청이 입력되어도 순서가 바뀌지 않아 공평성이 보장 됨 - 디스크 오버헤드(부하)가 커지면 응답시간이 길어지고 비효율적.

10. 회전 지연 시간의 최적화(2-1) * 일반적으로 회전 지연 시간의 최적화를 위해 섹터 큐잉 (SectorQueuing) 기법을 사용한다. SLTF(Shortest Latency Time First) 기 법 이라고도 한다. * 이 기법은 각 섹터별로 별도의 규를 두어 관리하며 하나의 실린더에 대한 여러 입출력 요구가 도착할 때 이들을 각 섹터별로 설정된 큐에 삽입한다. 이런 상태에서 헤드의 탐색과정이 끝나고 헤드가 특정 실 린더에 도착한 후 헤드 아래에 먼저 도착된 순서대로 각 섹터에 대한 서비스를 한다.

10. 회전 지연 시간의 최적화(2-2) * 구현 - 디스크 헤드가 특정 실린더에 도착하면 여러 트랙을 가리키게 된다. * 구현 - 디스크 헤드가 특정 실린더에 도착하면 여러 트랙을 가리키게 된다. - 이 여러 트랙에 대한 많은 요구들 중 가장 짧은 회전지연시간을 갖는 요청에 대해 먼저 서비스 한다. * 특징 - 구현하기 쉽다. 이론적 최적 값과 거의 일치 - 회전지연시간 최적화는 디스크 주변의 가장 가까운 섹터가 가장먼저 서비스되므로 섹터 큐잉(sector queuing)이라 불림 - 고정헤드 디스크를 위한 스케쥴링 기법

감 사 합 니 다 ^_^