Jednoúrovňový obchod - Single-level store

Tento článek je o jednoúrovňovém úložišti ve výpočetním systému. Pro jednoúrovňové paměťové buňky v energeticky nezávislé paměti viz Jednoúrovňová buňka.

Jednoúrovňové úložiště (SLS) nebo jednoúrovňová paměť je úložiště počítače termín, který měl dva významy. Oba významy spolu souvisejí v obou, stránky paměti může být v primární úložiště (RAM ) nebo v vedlejší sklad (disk); aktuální skutečné fyzické umístění stránky však pro proces není důležité.

Původně to znamenalo to, co se nyní obvykle nazývá virtuální paměť, který byl zaveden v roce 1962 Atlas systém v Manchesteru.[1]

Nyní obvykle odkazuje na organizaci výpočetního systému, ve kterém nejsou žádné soubory, pouze trvalé objekty (někdy nazývané segmenty ), které jsou mapovány do procesy ' adresní prostory (které se skládají výhradně ze sbírky mapovaných objektů). Celé úložiště počítače je považováno za jedinou dvourozměrnou rovinu adres (segment a adresa v segmentu).

Koncept trvalého objektu poprvé představil Multics v polovině 60. let v projektu sdíleném MIT, General Electric a Bell Labs.[2] Byla také implementována jako virtuální paměť, přičemž skutečná fyzická implementace zahrnovala řadu úrovní typů úložišť. (Například Multics měl tři úrovně: původně hlavní paměť, vysokorychlostní buben a disky.)

SLS je nyní nejčastěji spojován s IBM i (dříve známý jako i5 / OS nebo OS / 400), operační systém z IBM System i, ačkoli IBM poprvé implementovala SLS v roce 1978 v Systém / 38 a jeho Kontrolní program (CPF) operating system, the předchůdce systému IBM i.[3]

Design

S jednoúrovňovým úložištěm je celé úložiště počítače považováno za jedinou dvourozměrnou rovinu adres směřující na stránky. Stránky mohou být v primární úložiště (RAM ) nebo v vedlejší sklad (disk); aktuální umístění adresy však pro proces není důležité. Operační systém přebírá odpovědnost za vyhledání stránek a jejich zpřístupnění ke zpracování. Pokud je stránka v primárním úložišti, je okamžitě k dispozici. Pokud je stránka na disku, a chyba stránky dojde a operační systém přivede stránku do primárního úložiště. Procesy neprovádějí žádné explicitní I / O do sekundárního úložiště: místo toho se čtení ze sekundárního úložiště provádí jako výsledek chyb stránky; zápisy do sekundárního úložiště se provádějí, když se stránky, které byly upraveny od načtení ze sekundárního úložiště do primárního úložiště, zapíší zpět na své místo v sekundárním úložišti.

Návrh System / 38 a IBM i

Design jednoúrovňového úložiště od IBM byl původně koncipován a propagován společností IBM Frank Soltis a Glenn Henry na konci 70. let jako způsob vytvoření přechodné implementace do počítačů se 100% polovodičová paměť. V té době se myslelo, že diskové jednotky zastarají a budou zcela nahrazeny nějakou formou polovodičové paměti. Systém / 38 byl navržen tak, aby byl nezávislý na formě hardwarové paměti používané pro sekundární úložiště. To se však nestalo, protože i když polovodičová paměť exponenciálně zlevnila, diskové mechaniky rovněž zlevnily podobně; poměr cen ve prospěch diskových jednotek tedy pokračuje: mnohem vyšší kapacity než polovodičová paměť, mnohem pomalejší přístup a mnohem levnější.

V systému IBM i se operační systém domnívá, že má přístup k téměř neomezenému úložnému poli „skutečné paměti“ (tj. Primární úložiště). Překladač adres mapuje dostupnou skutečnou paměť na fyzickou paměť, která se nachází na diskových jednotkách (buď „točících se“ nebo v polovodičovém stavu), nebo na serveru SAN (například V7000). Operační systém jednoduše umístí objekt na adresu v jeho paměťovém prostoru. OS „neví“ (nebo mu na tom nezáleží), zda je objekt fyzicky v paměti nebo na pomalejším zařízení pro ukládání disku. Licenční interní kód, na kterém běží operační systém, zpracovává chyby stránek na stránkách objektů, které nejsou ve fyzické paměti, načítá stránku do dostupného rámce stránky v primárním úložišti.[4]

S implementací jednoúrovňového úložiště v systému IBM i jsou chyby stránek rozděleny do dvou kategorií. Jedná se o chyby databáze a chyby jiné než databáze. Poruchy databáze nastanou, když stránka spojená s objektem relační databáze, jako je tabulka, zobrazení nebo index, není aktuálně v primárním úložišti. K jiným než databázovým chybám dochází, když aktuálně není v primárním úložišti žádný jiný typ objektu.

IBM i zachází se všemi sekundárními úložišti jako s jedním fondem dat, spíše než s hromadou více fondů (souborových systémů), jak se to obvykle děje v jiných operačních systémech, jako jsou systémy jako Unixový systémy a Microsoft Windows. Záměrně rozptyluje stránky všech objektů na všechny disky, takže objekty lze ukládat a načítat mnohem rychleji.[Citace je zapotřebí ] Ve výsledku se server IBM i málokdy stane vázaným na disk.[Citace je zapotřebí ] Jednoúrovňové úložné operační systémy také umožňují, aby se CPU, paměť a diskové prostředky za běhu navzájem volně nahradily, aby se vyhladila úzká místa výkonu.[Citace je zapotřebí ]

Viz také

Reference

  1. ^ Jednoúrovňový úložný systém, T. Kilburn, D.B.G. Edwards, M. J. Lanigan, F. H. Sumner, IRE Trans. Electronic Computers duben 1962 Přístupné 2014-srpen-07
  2. ^ Virtuální paměť, procesy a sdílení v multicsRobert C. Daley, Jack B. Dennis Přístupné 2014-srpen-07
  3. ^ Technický vývoj IBM System / 38 (PDF ), Prosinec 1978
  4. ^ "Správa paměti AS / 400".