МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
/
Розрахунково-графічна робота
з курсу «Операційні системи»
Варіант 6
Індивідуальне завдання
Графічно-розрахункова робота складається з чотирьох задач та реферату на задану тему.
Рекомендований обсяг реферату – 7-10 сторінок в залежності від заданої теми.
Зразки вирішення задач РГР представлені у методичних вказівках.
Варіант – 6
Провести розпаралелювання операцій для реалізації програми паралельних обчислень по формулі
y = (a*x**2+2*b*x+c)/(2*a*x+2*b)
Скласти часовий графік для системи масового обслуговування з критичним ресурсом (плоттер). Час вводу даних – 10хв., час розрахунку - 20хв., час виводу документа – 10хв. Кількість комп’ютерів – по потребі. Початок роботи – 9:00, завершення – до 12:10.
Провести часову синхронізацію процесів обчислень і забезпечити їх розпаралелювання та конвеєризацію. Тривалість додавання/віднімання – 1од., ділення/множення – 2од.
y = (a-b+d)/(a+c)+(a-b+c)/(a+d)
Реферат на тему «Файлові системи для CD/DVD»
РЕФЕРАТ
«Файлові системи для CD/DVD»
Що таке компакт-диск
Компакт-диски були винайдені в 1980 р. інженерами фірм Sony і Philips. Спочатку компакт-диски використовувалися для запису аудіофонограм. Стандарт аудіодисків називається CD-DA (Compact Disk — Digital Audio, компакт-диск — цифровий звук). Головна перевага компакт-диска перед традиційними носіями звуку (грамплатівки, магнітна стрічка) полягає в надзвичайно високій якості звучання при відтворенні фонограм. При програванні компакт-дисків зчитувальним пристроєм є лазерний промінь, себто, між ним і диском немає механічного контакту. Тому у відтвореній фонограмі повністю відсутні сторонні шуми, шурхіт і тріск, властиві звичайним грамплатівкам.
З розвитком комп'ютерної техніки компакт-диски почали використовувати як пристрій для зберігання інформації. Такі диски одержали назву CD-ROM (Compact Disk — Read-Only Memory, компакт-диск — постійний запам'ятовуючий пристрій). З погляду фізичної побудови CD-ROM-диск повністю ідентичний до звукового CD-DA-диска й відрізняється лише логічною структурою доріжки (доріжок).
Стандартний компакт-диск (CD) складається з трьох шарів: основи, відображуючого й захисного. Основа виконана з прозорого полікарбонату, на якому методом пресування сформований інформаційний рельєф. Поверх рельєфу напилюється металевий відображуючий шар (алюміній, золото, срібло, інші метали і сплави). Відображуючий шар вкривається зверху захисним шаром полікарбонату або нейтрального лаку — так, щоб уся металева поверхня була захищена від контакту із зовнішнім середовищем. На захисний шар наносять написи й малюнки (методом шовкографії спеціальною хімічно нейтральною фарбою). Загальна товщина диска — 1.2 мм.
Інформація записана на диск у вигляді спіральної доріжки, яка йде від центра до краю диска, на якій розташовані заглиблення (так звані піти). Інформація кодується чергуванням пітів (умовно — логічної 1) і проміжків між ними (умовно — логічних 0). Відстань між витками доріжки вибирається від 1.4 до 2 мкм, стандарт визначає відстань у 1.6 мкм. Інформація на диску закодована завадостійким кодом Ріда—Соломона з використанням чергування — так що дрібні збої при читанні доріжки ніяк не відбиваються на вірогідності прочитаної інформації. Доріжка може бути неперервною, або поділятися на фрагменти (наприклад, сесії у мультисесшних дисках).
Як виготовляють компакт-диски
Виробництво компакт-дисків чимось нагадує випуск грамплатівок, оскільки в обох випадках використовується метод штампування або пресування.
Основний спосіб виготовлення дисків — пресування з матриці. Еталонний диск виготовляють із дуже чистого нейтрального скла і покривають спеціальним пластиковим шаром фоторезисту — матеріалом, що змінює свою розчинність під впливом лазерного променя. Потім потужний записуючий лазер із числовим програмним управлінням від комп'ютера наносить на цю плівку ямочки різної довжини, що містять корисну музичну або цифрову інформацію. При обробці записаного оригіналу розчинником на склі виникає необхідний рельєф, який методом гальванопластики переноситься на нікелевий оригінал (негатив), здатний служити матрицею при дрібносерійному виробництві, або основою для зняття позитивних копій, із яких, у свою чергу, знімаються негативи для масового тиражування.
Штампування виконується методом лиття під тиском: із негативної матриці пресуються полікарбонатна підкладка з рельєфом, зверху напилюється відображуючий шар, який покривається лаком. Поверх захисного шару зазвичай наносяться інформаційні написи й зображення.
Будова приводу CD-ROM
Звичайний привод складається з плати електроніки, шпиндельного двигуна, системи оптичної зчитувальної головки й системи завантаження диска.
На платі електроніки розміщені всі керуючі схеми приводу, інтерфейс із контралером комп'ютера, роз'єми інтерфейсу й виходу звукового сигналу. Більшість приводів використовує одну плату електроніки, однак у деяких моделях окремі схеми виносяться на допоміжні невеликі плати.
Шпиндельний двигун служить для обертання диска з постійною або змінною лінійною швидкістю. Зазвичай диск обертається з постійною лінійною швидкістю, що означає, що швидкість проходження диска під головкою повинна бути постійною. Для цього шпиндель змінює частоту обертання в залежності від радіуса доріжки, з якої у цей момент зчитує інформацію оптична головка. При переміщенні головки від зовнішнього радіуса диска до внутрішнього диск повинен швидко збільшити швидкість обертання приблизно вдвічі, тому шпиндельний двигун повинен характеризуватися високою динамічною характеристикою. Двигун використовується як для розгону, так і для гальмування диска.
На осі шпиндельного двигуна закріплена підставка, до якої після завантаження притискається диск. Поверхня підставки зазвичай вкрита гумою або м'яким пластиком для усунення ковзання диска. Притискання диска до підставки здійснюється за допомогою шайби, розташованої з іншого боку диска; підставка і шайба містять постійні магніти, сила притягання яких притискає шайбу через диск до підставки. У деяких конструкціях для цього використовуються спіральні або плоскі пружини.
Система оптичної головки складається із самої головки й системи її переміщення. У головці розміщені лазерний випромінювач на основі інфрачервоного лазерного світлодіода, система фокусування, фотоприймач і попередній підсилювач. Система фокусування являє собою рухливу лінзу, що приводиться в рух електромагнітною системою voice coil (звукова котушка), зробленою за аналогією з рухливою системою гучномовця. Зміна напруженості магнітного поля викликає переміщення лінзи й перефокусування лазерного променя. Завдяки малій інерційності така система ефективно відслідковує вертикальні биття диска навіть при значних швидкостях обертання.
Система переміщення головки має власний двигун, що рухає каретку з оптичною головкою за допомогою зубчастої або черв'ячної передачі. Для уникнення люфту використовується з'єднання з початковою напругою: при черв'ячній передачі — підпружинені кульки, при зубчастій — підпружинені в різні боки пари шестерень.
Система завантаження диска як правило виконується у двох варіантах: із використанням спеціального футляра для диска (caddy), що вставляється в прийомний отвір привода, і з використанням висувного лотка (tray), на який кладеться сам диск. В обох випадках система має двигун, що рухає лоток або футляр, а також механізм переміщення рами, на якій закріплена вся механічна система разом зі шпиндельним двигуном і приводом оптичної головки, у робоче положення, коли диск лягає на підставку шпиндельного двигуна.
При використанні звичайного лотка привод неможливо встановити в інше положення, крім горизонтального. У приводах, що допускають монтаж у вертикальному положенні (наприклад у ноутбуках), конструкція лотка передбачає фіксатори, які утримують диск при висунутому лотку.
Зараз усе більше поширення одержують приводи з щілинним завантаженням. Такі системи містять двигун для втягування й викидання дисків через вузьку зарядну щілину в передній панелі.
На передній панелі приводу зазвичай розташовані кнопка Eject для завантаження/розвантаження диска, індикатор звертання до приводу й гніздо для підключення навушників з електронним або механічним регулятором гучності, у ряді моделей додана кнопка Play/Next для запуску програвання звукових дисків і переходу між звуковими доріжками; кнопка Eject при цьому зазвичай використовується для зупинки програвання без викидання диска. На деяких моделях з механічним регулятором гучності, виконаним у вигляді ручки, програвання й перехід здійснюються при натисканні на торець регулятора.
Більшість приводів також має на передній панелі невеликий отвір, призначений для аварійного витягання диска в тих випадках, коли звичайним способом це зробити неможливо — наприклад, при виході з ладу приводу лотка або всього CD-ROM, при вимкнутому живленні й т. ін. В отвір потрібно вставити шпильку або розпрямлену скріпку й акуратно натиснути — при цьому знімається блокування лотка або дискового футляра, і його можна висунути вручну.
Які існують формати запису CD-ROM
Технології запису й читання компакт-дисків описуються в стандартах, відомих під назвами Red Book («червона книга») — первісний стандарт CD-DA, і додаткових Yellow Book («жовта книга»), Green Book («зелена книга»), Orange Book («оранжева книга»), White Book («біла книга») і Blue Book («синя книга»).
Для запису даних використовуються окремі «звукові доріжки». Згадані стандарти належать не до диска загалом, а тільки до формату окремих доріжок, причому на одному диску можуть співіснувати доріжки різних форматів. Для їхнього читання необхідний програвач, що підтримує або всі представлені на диску формати, або пропускає невідомі (багато програвачів і приводів CD-ROM не вміють пропускати доріжки невідомих форматів).
Yellow Book визначає базові формати запису даних на диск: CD-ROM model CD-ROM mode 2. У форматі mode 1, використовуваному в більшості CD-ROM, з області даних виділяється 288 байт для запису кодів EDC/ECC (Error Detection Code/Error Correction Code — коди виявлення й виправлення помилок), завдяки яким диски з даними зчитуються набагато надійніше, ніж звукові диски з тією ж якістю виготовлення. 2048 байт, що залишилися, знадобляться для зберігання даних.
Диск формату mode 1, на якому поєднані звукові програми і дані, називається 1 Mixed Mode Disk. При цьому на першій доріжці записуються дані, а на наступних — звукова інформація. Такий диск у приводі CD-ROM виглядає як 1 диск із даними, а у звукових програвачах — як звичайний CD-DA
Як поводитися з компакт-дисками
Уникати механічного ушкодження кожної з поверхонь, потрапляння на диск нічних розчинників і прямого яскравого світла, ударів і перегинання диска, написи на записуваних дисках допускається робити тільки олівцями або спеціальними фломастерами, без натискання й використання кулькових або ручок з пером.
Виймаючи диск з коробки, слід намагатися не перегинати його. Один із зручних і безпечних методів вимагає участі двох рук — великий палець лівої руки ледь натискає на фіксатор, послабляючи його, у той час як інша рука піднімає диск із Фіксатора. Метод із використанням однієї руки, коли вказівний палець послаблює фіксатор, а великий і середній знімають диск, потребує точнішого узгодження зусиль, без якого легко перегнути диск або зламати пелюстки фіксатора Забруднений диск можна мити теплою водою з милом або неагресивною поверхнево-активною речовиною (шампунь, пральний порошок), або рідинами, що спеціально випускаються. Неглибокі подряпини на прозорому шарі можна заполірувати поліруючими пастами, які не містять органічних розчинників і олії, або звичайною зубною пастою.
РЕАЛІЗАЦІЯ ПАРАЛЕЛЬНИХ ОБЧИСЛЕНЬ
Провести розпаралелювання операцій для реалізації програми паралельних обчислень по формулі
y = (a*x**2+2*b*x+c)/(2*a*x+2*b)
parbegin
R1 = a*x
R2 = 2*b
R3 = c
parend
parbegin
R4 = R1**2 (a*x**2)
R5 = R1*2 (2*a*x)
R6 = R2*2 (2*b*x)
parend
parbegin
R5 = R5+R2 (2*a*x+2*b)
R6 = R4+R6 (a*x**2+2*b*x)
parend
parbegin
R7 = R6 + R3 (a*x**2+2*b*x+c)
Y = R7/R5
parend
РОЗПАРАЛЕЛЮВАННЯ ТА КОНВЕЄРИЗАЦІЯ
Провести часову синхронізацію процесів обчислень і забезпечити їх розпаралелювання та конвеєризацію. Тривалість додавання/віднімання – 1од., ділення/множення – 2од.
y = (a-b+d)/(a+c)+(a-b+c)/(a+d)
parbegin
A. R1=a+d (1)
B. R2=a+c (1)
parend
parbegin
C. R3=R1-b (1)
D. R4=R2-b (1)
parend
parbegin
E. R5=R3/R2 (2)
F. R6=R4/R1 (2)
parend
parbegin
G. y=R5+R6 (1)
parend
A1 A2 A3 A4 A5 A6 …
------*------*------*------*------*------*
B1 B2 B3 B4 B5 B6 …
------*------*------*------*------*------*
C1 C2 C3 C4 C5 C6 …
------*------*------*------*------*------*
D1 D2 D3 D4 D5 D6 …
------*------*------*------*------*------*
E1 E3 E5 …
------+------*------+------*------+------*
E2 E4 E6 …
------+------*------+------*------+------*
F1 F3 F5 …
------+------*------+------*------+------*
F2 F4 F6 …
------+------* ------+------*------+------*
G1 G2 G3 G4 G5 G6 …
------*------*------*-------*------*------*
ЧАСОВА СИНХРОНІЗАЦІЯ
Скласти часовий графік для системи масового обслуговування з критичним ресурсом (плоттер). Час вводу даних – 10хв., час розрахунку - 20хв., час виводу документа – 10хв. Кількість комп’ютерів – по потребі. Початок роботи – 9:00, завершення – до 12:10.
Процес/затримка
1
2
3
4
5
Операція
тривалість
0
10
20
30
40
Ввід
10
9.00
9.10
9.20
9.30
9.40
Розрахунок
20
9.10
9.20
9.30
9.40
9.50
Вивід
10
9.30
9.40
9.50
10.00
10.10
Ввід
10
9.40
9.50
10.00
10.10
10.20
Розрахунок
20
9.50
10.00
10.10
10.20
10.30
Вивід
10
10.10
10.20
10.30
10.40
10.50
Ввід
10
10.20
10.30
10.40
10.50
11.00
Розрахунок
20
10.30
10.40
10.50
11.00
11.10
Вивід
10
10.50
11.00
11.10
11.20
11.30
Ввід
10
11.00
11.10
11.20
11.30
11.40
Розрахунок
20
11.10
11.20
11.30
11.40
11.50
Вивід
10
11.30
11.40
11.50
12.00
12.10
РОЗРАХУНОК СИСТЕМИ МАСОВОГО ОБСЛУГОВУВАННЯ
.
Вхідні дані
Середній час друку одного документа E(s) = 40 сек.
Інтенсивність потоку документів λ=125 док/год.
Розрахунок для одного принтера
Середній інтервал між надходженням документів: сек.
Приведена інтенсивність:
При U≥1 один принтер не роздрукує такий потік документів.
Розрахунок для двох принтерів (поділ документів на дві пачки: k=1)
Інтенсивність потоку документів на кожен принтер: док/год.
Середній інтервал між надходженням документів: сек.
Приведена інтенсивність:
Навантаження:
Імовірність зайнятості одного принтера:
Середній час очікування при друці документа: сек.
Загальний середній час очікування і друку документа: сек.
Час очікування, у який вкладуться 90 % документів:
сек.
Розрахунок для двох принтерів (сумісне використання: k=2)
Інтенсивність потоку документів на кожен принтер: док/год.
Середній інтервал між надходженням документів: сек.
Приведена інтенсивність:
Навантаження:
Імовірність зайнятості обох принтерів:
Середній час очікування при друці документа: сек.
Загальний середній час очікування і друку документа: сек.
Час очікування, у який вкладуться 90 % документів:
сек.
Розрахунок для трьох принтерів (поділ документів на три пачки: k=1)
Інтенсивність потоку документів на кожен принтер: док/год.
Середній інтервал між надходженням документів: сек.
Приведена інтенсивність:
Навантаження:
Імовірність зайнятості одного принтера:
Середній час очікування при друці документа: сек.
Загальний середній час очікування і друку документа: сек.
Час очікування, у який вкладуться 90 % документів:
сек.
Розрахунок для трьох принтерів (сумісне використання: k=3)
Інтенсивність потоку документів на кожен принтер: док/год.
Середній інтервал між надходженням документів: сек.
Приведена інтенсивність:
Навантаження:
Імовірність зайнятості обох принтерів:
Середній час очікування при друці документа: сек.
Загальний середній час очікування і друку документа: сек.
Час очікування, у який вкладуться 90 % документів:
сек
Висновок
Виконавши дану розрахункову роботу я навчився проводити розрахунок варіантів монопольного та сумісного використання двох та трьох принтерів для заданої середньої тривалості друку документа та сумарної інтенсивності потоку документів ; проводити розпаралелювання операцій для реалізації програми паралельних обчислень по формулі; складати часовий графік для системи масового обслуговування з критичним ресурсом; приводити часову синхронізацію процесів обчислень і забезпечувати їх розпаралелювання та конвертизацію.