Избыточные дисковые подсистемы raid кратко

Обновлено: 04.07.2024

В основе средств обеспечения отказоустойчивости дисковой памяти лежит об­щий для всех отказоустойчивых систем принцип избыточности, и дисковые под­системы RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks, дословно – “избыточный массив недорогих дисков”) являются примером реализации этого принципа. Идея технологии RAID-массивов состоит в том, что для хранения данных использует­ся несколько дисков, даже в тех случаях, когда для таких данных хватило бы места на одном диске. Организация совместной работы нескольких централизо­ванно управляемых дисков позволяет придать их совокупности новые свойства, отсутствовавшие у каждого диска в отдельности.

RAID-массив может быть создан на базе нескольких обычных дисковых уст­ройств, управляемых обычными контроллерами, в этом случае для организации управления всей совокупностью дисков в операционной системе должен быть установлен специальный драйвер. В Windows NT, например, таким драйвером является FtDisk – драйвер отказоустойчивой дисковой подсистемы. Сущест­вуют также различные модели дисковых систем, в которых технология RAID реализуется полностью аппаратными средствами, в этом случае массив дисков управляется общим специальным контроллером.

Дисковый массив RAID представляется для пользователей и прикладных про­грамм единым логическим диском. Такое логическое устройство может обладать различными качествами в зависимости от стратегии, заложенной в алгоритмы работы средств централизованного управления и размещения информации на всей совокупности дисков. Это логическое устройство может, например, обладать по­вышенной отказоустойчивостью или иметь производительность, значительно боль­шую, чем у отдельно взятого диска, либо обладать обоими этими свойствами. Различают несколько вариантов RAID-массивов, называемых также уровнями:

RAID-0, RAID-1, RAID-2, RAID-3, RAID-4, RAID-5 и некоторые другие.

При оценке эффективности RAID-массивов чаще всего используются следую­щие критерии:

степень избыточности хранимой информации (или тесно связанная с этим критерием стоимость хранения единицы информации);

производительность операций чтения и записи;

В логическом устройстве RAID-0 (рис. 8.12) общий для дискового массива кон­троллер при выполнении операции записи расщепляет данные на блоки и пере­дает их параллельно на все диски, при этом первый блок данных записывается на первый диск, второй — на второй и т. д. Различные варианты реализации тех­нологии RAID-0 могут отличаться размерами блоков данных, например в набо­рах с чередованием, представляющих собой программную реализацию RAID-0 в Windows NT, на диски поочередно записываются полосы данных (strips) по 64 Кбайт. При чтении контроллер мультиплексирует блоки данных, поступаю­щие со всех дисков, и передает их источнику запроса.


Рис. 8.12. Организация массива RAID-0

По сравнению с одиночным диском, в котором данные записываются и считы­ваются с диска последовательно, производительность дисковой конфигурации RAID-0 значительно выше за счет одновременности операций записи/чтения по всем дискам массива.

Уровень RAID-0 не обладает избыточностью данных, а значит, не имеет возмож­ности повысить отказоустойчивость. Если при считывании произойдет сбой, то данные будут безвозвратно испорчены. Более того, отказоустойчивость даже снижается, поскольку если один из дисков выйдет из строя, то восстанавливать придется все диски массива. Имеется еще один недостаток — если при работе с RAID-0 объем памяти логического устройства потребуется изменить, то сделать это путем простого добавления еще одного диска к уже имеющимся в RAID-мас­сиве дискам невозможно без полного перераспределения информации по всему изменившемуся набору дисков.

Уровень RAID-1 (рис. 8.13) реализует подход, называемый зеркальным копиро­ванием (mirroring). Логическое устройство в этом случае образуется на основе одной или нескольких пар дисков, в которых один диск является основным, а другой диск (зеркальный) дублирует информацию, находящуюся на основном диске. Если основной диск выходит из строя, зеркальный продолжает сохранять данные, тем самым обеспечивается повышенная отказоустойчивость логическо­го устройства. За это приходится платить избыточностью — все данные хранятся на логическом устройстве RAID-1 в двух экземплярах, в результате дисковое пространство используется лишь на 50%.


Рис. 8.13. Организация массива RAID-1

При внесении изменений в данные, расположенные на логическом устройстве RAID-1, контроллер (или драйвер) массива дисков одинаковым образом моди­фицирует и основной, и зеркальный диски, при этом дублирование операций абсолютно прозрачно для пользователя и приложений. Удвоение количества операций записи снижает, хотя и не очень значительно, производительность дисковой подсистемы, поэтому во многих случаях наряду с дублированием дис­ков дублируются и их контроллеры. Такое дублирование (duplexing) помимо по­вышения скорости операций записи обеспечивает большую надежность систе­мы — данные на зеркальном диске останутся доступными не только при сбое диска, но и в случае сбоя дискового контроллера.

Некоторые современные контроллеры (например, SCSI-контроллеры) обладают способностью ускорять выполнение операций чтения с дисков, связанных в зер­кальный набор. При высокой интенсивности ввода-вывода контроллер распреде­ляет нагрузку между двумя дисками так, что две операции чтения могут быть выполнены одновременно. В результате распараллеливания работы по считыва­нию данных между двумя дисками время выполнения операции чтения может быть снижено в два раза! Таким образом, некоторое снижение производительно­сти, возникающее при выполнении операций записи, с лихвой компенсируется повышением скорости выполнения операций чтения.

Уровень RAID-2 расщепляет данные побитно: первый бит записывается На пер­вый диск, второй бит — на второй диск и т.д. Отказоустойчивость реализуется в RAID-2 путем использования для кодирования данных корректирующего кода Хэмминга, который обеспечивает исправление однократных ошибок и обнару­жение двукратных ошибок. Избыточность обеспечивается за счет нескольких до­полнительных дисков, куда записывается код коррекции ошибок. Так, массив с числом основных дисков от 16 до 32 должен иметь три дополнительных диска для хранения кода коррекции. RAID-2 обеспечивает высокую производительность и надежность, но он применяется в основном в мэйнфреймах и суперкомпьюте­рах. В сетевых файловых серверах этот метод в настоящее время практически не используется из-за высокой стоимости его реализации.

В массивах RAID-3 используется расщепление (stripping) данных на массиве дис­ков с выделением одного диска на весь набор для контроля четности. То есть если имеется массив из N дисков, то запись на N-1 из них производится параллельно с побайтным расщеплением, а N-й диск используется для записи контрольной ин­формации о четности. Диск четности является резервным. Если какой-либо диск выходит из строя, то данные остальных дисков плюс данные о четности резервно­го диска позволяют не только определить, какой из дисководов массива вышел из строя, но и восстановить утраченную информацию. Это восстановление может выполняться динамически, по мере поступления запросов, или в результате выпол­нения специальной процедуры восстановления, когда содержимое отказавшего дис­ка заново генерируется и записывается на резервный диск.

Рассмотрим пример динамического восстановления данных. Пусть массив RAID-3 состоит из четырех дисков: три из них – ДИСК 1, ДИСК 2 и ДИСК 3 – хранят данные, а ДИСК 4 хранит контрольную сумму по модулю 2 (XOR). И пусть на ло­гическое устройство, образованное этими дисками, записывается последователь­ность байт, каждый из которых имеет значение, равное его порядковому номеру в последовательности. Тогда первый байт 0000 0001 попадет на ДИСК 1, второй байт 0000 0010 - на ДИСК 2, а третий по порядку байт - на ДИСК 3. На чет­вертый диск будет записана сумма по модулю 2, равная в данном случае 0000 0000 (рис. 8.14). Вторая строка таблицы, приведенной на рисунке, соответ­ствует следующим трем байтам и их контрольной сумме и т.д. Представим, что ДИСК 2 вышел из строя.


Рис. 8.14. Пример распределения данных по дискам массива RAID-3

При поступлении запроса на чтение, например, пятого байта (он выделен жир­ным шрифтом) контроллер дискового массива считывает данные, относящиеся к этой строке со всех трех оставшихся дисков – байты 0000 0100, 0000 0110, 0000 0111 – и вычисляет для них сумму по модулю 2. Значение контрольной суммы 0000 0101 и будет являться восстановленным значением потерянного из-за неисправности пятого байта.

Если же требуется записать данные на отказавший диск, то эта операция физи­чески не выполняется, вместо этого корректируется контрольная сумма — она получает такое значение, как если бы данные были действительно записаны на этот диск.

Однако динамическое восстановление данных снижает производительность диско­вой подсистемы. Для полного восстановления исходного уровня производительно­сти необходимо заменить вышедший из строя диск и провести регенерацию всех данных, которые хранились на отказавшем диске.

Минимальное количество дисков, необходимое для создания конфигурации RAID-3, равно трем. В этом случае избыточность достигает максимального значения – 33%. При увеличении числа дисков степень избыточности снижается, так, для 33 дисков она составляет менее 1%.

Уровень RAID-3 позволяет выполнять одновременное чтение или запись данных на несколько дисков для файлов с длинными записями, однако следует подчерк­нуть, что в каждый момент выполняется только один запрос на ввод-вывод, то есть RAID-3 позволяет распараллеливать ввод-вывод в рамках только одного процесса (рис. 8.15). Таким образом, уровень RAID-3 повышает как надежность, так и ско­рость обмена информацией.


Рис. 8.15. Организация массива RAID-3

Организация RAID-4 аналогична RAID-3, за тем исключением, что данные рас­пределяются на дисках не побайтно, а блоками. За счет этого может происхо­дить независимый обмен с каждым диском. Для хранения контрольной инфор­мации также используется один дополнительный диск. Эта реализация удобна для файлов с очень короткими записями и большей частотой операций чтения по сравнению с операциями записи, поскольку в этом случае при подходящем размере блоков диска возможно одновременное выполнение нескольких операций чтения.

Однако по-прежнему допустима только одна операция записи в каждый момент времени, так как все операции записи используют один и тот же дополнительный диск для вычисления контрольной суммы. Действительно, информация о четности должна корректироваться каждый раз, когда выполняется операция за­писи. Контроллер должен сначала считать старые данные и старую контрольную информацию, а затем, объединив их с новыми данными, вычислить новое значе­ние контрольной суммы и записать его на диск, предназначенный для хранения контрольной информации. Если требуется выполнить запись в более чем один блок, то возникает конфликт по обращению к диску с контрольной информаци­ей. Все это приводит к тому, что скорость выполнения операций записи в масси­ве RAID-4 снижается.

В уровне RAID-5 (рис. 8.16) используется метод, аналогичный RAID-4, но дан­ные о контроле четности распределяются по всем дискам массива. При выполне­нии операции записи требуется в три раза больше оперативной памяти. Каждая команда записи инициирует ту же последовательность “считывание–модифи­кация–запись” в нескольких дисках, как и в методе RAID-4. Наибольший выигрыш в производительности достигается при операциях чтения. Поскольку информация о четности может быть считана и записана на несколько дисков од­новременно, скорость записи по сравнению С уровнем RAID-4 увеличивается, однако она все еще гораздо ниже скорости отдельного диска метода RAID-1 или RAID-3.


Рис. 8.16. Организация массива RAID-5

Кроме рассмотренных выше имеются еще и другие варианты организации со­вместной работы избыточного набора дисков, среди них можно особо отметить технологию RAID-10, которая представляет собой комбинированный способ, при котором данные “расщепляются” (RAID-0) и зеркально копируются (RAID-1) без вычисления контрольных сумм. Обычно две пары “зеркальных” массивов объединяются и образуют один массив RAID-0. Этот способ целесообразно при­менять при работе с большими файлами.

В табл. 8.2 сведены основные характеристики для некоторых конфигураций из­быточных дисковых массивов.


Для чего применяется RAID

RAID позволяет превратить несколько дисковых накопителей в один большой и быстрый диск. Его можно использовать в качестве хранилища данных с функцией автоматического резервного копирования или настроить как системный диск повышенной отказоустойчивости.

У технологии RAID-массивов существуют и минусы. Платой за быстродействие и надежность становится усложнение системы, а также необходимость закупать дополнительное оборудование. Однако эта цена невелика по сравнению с потенциальными убытками, которые может понести пользователь при потере информации или внезапной поломке накопителя.

Преимущества технологии

  1. Увеличенный объем. Первоначальное назначение RAID — получение диска большей емкости.
  2. Повышение быстродействия системы через параллельное подключение в массив нескольких физических дисков.
  3. Отказоустойчивость и надежность хранения данных обеспечиваются выделением на цели резервирования отдельного устройства. При повреждении одного из дисков RAID-массива информация не будет утеряна.

Условие применения

В случае, когда поддержка RAID программным методом невозможна, нужно подключить дополнительное устройство — RAID-контроллер и установить соответствующий драйвер. В последних версиях ОС Linux (Ubuntu 20.04, POP-OS 20.04 и т. д.) драйвер для включения режима RAID инсталлируется автоматически.

Основные понятия

В основе функционирования RAID-массивов лежит несколько базовых терминов, без которых нельзя понять принципы работы этой технологии.

  1. Массив — объединение нескольких физических или виртуальных накопителей в один большой диск с возможностью единой настройки, форматирования и управления.
  2. Метод зеркалирования — способ повысить надежность хранения информации через создание копии исходного диска на другом носителе, входящем в массив.
  3. Дуплекс — один из методов зеркалирования, в котором используется вдвое большее количество накопителей для создания копий.
  4. Чередование — увеличение производительности диска, благодаря блочной разбивке данных при записи.
  5. Четность — технология, сочетающая в себе чередование и зеркалирование.

Типы RAID-массивов


  1. Программный (software RAID) — самый бюджетный и распространенный вариант. Дисковые массивы создаются в самой операционной системе посредством специальных утилит. Обработкой данных занимается центральный процессор. Основной недостаток — зависимость от предустановленной системы, которая приводит к существенному понижению быстродействия и безопасности хранения информации.
  2. Аппаратный (hardware RAID) — создается на основе отдельного устройства (RAID-контроллера), которое имеет собственные специализированный микропроцессор и кеш-память. При этом нагрузка на микропроцессор практически отсутствует. Это наиболее затратный метод реализации, характеризующийся надежностью, высокой скоростью записи и чтения.
  3. Интегрированный аппаратный (fake RAID, RAID-on-Chip) — комбинация программного и аппаратного способов. Реализована в виде дополнительного микрочипа, который встраивается в материнскую плату и работает совместно с центральным процессором. Эта технология быстрее программной, но не отличается надежностью хранения информации.

Классификация RAID по уровням

Основные отличия между конфигурациями или уровнями RAID заключаются в методах формирования и размещения данных, а также в алгоритмах распределения информации на носителях. Базовые типы RAID-массивов — RAID 0 и RAID 1. Остальные уровни считаются их производными, сочетающими в себе достоинства той или иной базовой модели.

RAID 0


При записи информация разделяется на блоки, которые одновременно сохраняются на накопители. Первый блок — на один, второй — на другой жесткий диск и так далее. Производительность массива возрастает прямо пропорционально количеству накопителей в системе. То есть, 4 диска будут работать в 2 раза быстрее, чем два.

Достоинства

  • Дисковый RAID-массив уровня 0 обеспечивает ощутимый прирост скорости, который прямо пропорционально зависит от кратности количества накопителей.
  • Использование всего дискового объема, т. е. при установке четырех дисков по 2 ТБ общий объем RAID-массива будет равен 2*4=8 ТБ.

Недостатки

  • Нарушение отказоустойчивости. Иногда возможен отказ в операциях чтения или записи.
  • При выходе из строя одного накопителя информация полностью теряется.

Использование

Применяется в приложениях для скоростного обмена информацией, в хранилищах временных файлов. Также RAID 0 нужен для систем, использующих некритичные по важности массивы данных.

RAID 1


Простыми словами, если RAID-система состоит из 2 жестких дисков, то при выходе одного из них информация не потеряется полностью, поскольку один накопитель является точной копией другого.

Достоинства

  • Надежность хранения информации.
  • Простота реализации.
  • Высокая производительность при выполнении операции чтения.
  • Минимальная комплектация составляет всего 2 жестких диска.

Недостатки

  • Низкая производительность.
  • Емкость RAID-массива делится на 2, что обусловлено резервированием информации.
  • Замена неисправного накопителя требует полное отключение системы.

Использование

Уровень RAID 1 необходимо применять для увеличения надежности хранения информации на серверах.

RAID 5


RAID 5 может реализовываться программным методом при помощи специальных утилит, но IT-специалисты рекомендуют все же отдать предпочтение аппаратному способу.

Достоинства

Недостатки

Использование

Технология виртуализации 5 уровня (RAID 5) прекрасно подойдет для безопасного хранения данных, но при этом не будет утрачена производительность. Очень часто ее используют файловые серверы.

RAID 6


Благодаря использованию принципа двойной чётности, система может перенести без потерь информации отказ сразу двух жестких дисков. Однако для создания RAID 6 потребуется минимум четыре накопителя.

Достоинства

  • Высокая скорость считывания и записи данных.
  • Поддержка двух, одновременно вышедших из строя накопителей.

Недостатки

  • Время на операцию записи на 20% больше, чем для RAID 5.
  • Минимальная вероятность отказа дисков.
  • Восстановление после сбоя занимает много времени.
  • Для реализации необходимо 4 накопителя.

Использование

RAID 6 является более надежной конфигурацией, чем RAID пятого уровня. Она часто применяется на файловых серверах, где используются большие объемы данных.

RAID 10


Достоинства

  • Высокая скорость восстановления данных.
  • Высокая надежность.
  • Быстродействие.

Недостатки

  • Дороговизна реализации.
  • Емкость, уходящая на зеркалирование, эквивалентна 50 % от всего объема дисков.

Использование

Гибридная технология RAID 10 используется в тех же случаях, что и RAID 0 и RAID 1.

Утилиты для создания

В операционной системе Windows есть встроенная утилита для создания RAID. Однако она поддерживает только RAID-массивы первого. Поэтому для более сложных операций, а также для платформ на базе Unix/Linux требуется установка стороннего ПО.

Перед выбором соответствующей конфигурации RAID-массива, специалисты рекомендуют сохранить информацию на отдельный носитель. При создании или удалении RAID-системы данные на дисках уничтожаются.

Mdadm

Основные возможности

  • Создание и сброс RAID-массивов.
  • Монтирование файловых систем.
  • Сохранение топологии массива.
  • Удаление отдельных элементов из RAID.

Установка

Для инсталляции утилиты требуется ввести в терминале следующие команды:

При этом в систему будет инсталлирована утилита, а также необходимый набор библиотек.

MegaRAID Storage Manager (MSM)

Бесплатное приложение от Microsoft, разработанное с целью обеспечения гибкого управления RAID-системами в ОС Windows.

Основные возможности

  • Просмотр состояния RAID-контроллера.
  • Создание RAID-массивов различных уровней.
  • Удаление элементов из массива.
  • Графический интерфейс.
  • Монтирование файловых систем.

Установка

Заключение

Использование RAID-массивов позволяет реализовать повышенние потенциала нескольких дисковых накопителей за счет их объединения. В частности, растет производительность и надежность хранения информации. Однако эффективность работы массива будет сильно зависеть от того, каким способом он создан. Оптимальным является аппаратный метод на базе отдельного RAID-контроллера, но его организация потребует больших финансовых вложений.

Помимо способа реализации для работы RAID важна конфигурация массивов, которая делится на несколько базовых уровней. Оптимальным уровнем считается RAID-10, поскольку он обеспечивает не только высокую скорость обработки данных, но и их сохранность.

Виртуальный сервер от Eternalhost — надежная площадка для современного веб-ресурса! Быстрые NVMe диски, реальная защита от DDoS, техподдержка 24/7.

RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks) – класс устройств ввода-вывода, представляющих массив дисков с избыточностью. Используется для увеличения производительности и надежности дисковых операций.

RAID-массив может быть создан на базе нескольких дисковых устройств, управляемых обычными контроллерами, в этом случае в операционной системе должен быть установлен специальный драйвер. Может быть вариант реализации технологии RAID с использованием исключительно аппаратных средств. Для этого в системе устанавливается RAID-контроллер для управления массивом дисков. В любом случае весь набор дисков выглядит с точки зрения операционной системы как один большой дисковой накопитель.

Различают несколько вариантов организации RAID-массивов, называемых также уровнями.

В RAID 0 (Рис. 4.2, а) общий для дискового устройства контроллер при выполнении операции записи расщепляет данные на блоки и передает их параллельно на все диски, при этом первый блок данных записывается на первый диск, второй – на второй и т. д. по кругу. Подобный способ хранения данных на нескольких дисках называется чередующим набором.


RAID 1 (Рис. 4.2, б) называется зеркальным набором. Логическое устройство в этом случае образуется на основе одной или нескольких пар дисков, в которых один диск является основным, а другой (зеркальный) дублирует информацию, находящуюся на основном диске. При записи информация поступает на оба диска одновременно. При чтении может использоваться любая копия.

Рис.4.2. Организация массива

А) RAID-0, б) RAID-1

RAID 2 расщепляет данные побитно: первый бит записывается на первый диск, второй – на второй и т. д. Отказоустойчивость реализуется путем использования для кодирования отказоустойчивого кода Хемминга, который обеспечивает исправление однократных ошибок и обнаружение двукратных ошибок. Избыточность обеспечивается за счет нескольких дополнительных дисков для хранения кодов коррекции ошибок.

В RAID 3 (Рис.4.3, а) для каждого слова данных подсчитывается один байт четности, записываемый на отдельный диск. Диск четности является резервным. Если какой-либо диск выходит из строя, то данные с остальных дисков плюс данные о четности резервного диска позволяют не только определить, какой из дисков вышел из строя, но и восстановить утраченную информацию.

Организация RAID 4 аналогична RAID 3, расщепляются на дисках не побайтно, а блоками. Для хранения контрольной информации также используется один дополнительный диск. Если любой из дисков выйдет из строя, потерянные байты могут быть восстановлены при помощи той же операции сложения по модулю два.

В RAID 5 биты четности равномерно распределены по всем дискам (рис.4.3 б). Восстановление вышедшего из строя диска в этом случае аналогично RAID 4.

RAID 10 представляет собой комбинированный способ при котором данные расщепляются (RAID 0) и зеркально копируются (RAID 1) без вычисления контрольных сумм.

Идея технологии RAID-массивов состоит в том, что для хранения данных используется несколько дисков, даже в тех случаях, когда для таких данных хватило бы места на одном диске. Организация совместной работы нескольких централизованно управляемых дисков позволяет придать их совокупности новые свойства, отсутствовавшие у каждого диска в отдельности.

RAID-массив может быть создан на базе нескольких обычных дисковых устройств, управляемых обычными контроллерами, в этом случае для организации управления всей совокупностью дисков в операционной системе должен быть установлен специальный драйвер.

Различают несколько вариантов RAID-массивов, называемых также уровнями:

RAID-0, RAID-1, RAID-2, RAID-3, RAID-4, RAID-5 и некоторые другие.

При оценке эффективности RAID-массивов чаще всего используются следующие критерии:

• степень избыточности хранимой информации (или тесно связанная с этим критерием стоимость хранения единицы информации);

• производительность операций чтения и записи;

В логическом устройстве RAID-0 общий для дискового массива контроллер при выполнении операции записи расщепляет данные на блоки и передает параллельно на все диски. Первый блок на первый диск, второй — на второй и т.д.

В логическом устройстве RAID-0 общий для дискового массива контроллер при выполнении операции записи расщепляет данные на блоки и передает параллельно на все диски. Первый блок на первый диск, второй — на второй и т. д.



Рис. 13. Уровень RAID-0.

Уровень RAID-0 не обладает избыточностью данных, а значит, не имеет возмож­ности повысить отказоустойчивость. Если при считывании произойдет сбой, то данные будут безвозвратно испорчены.

Уровень RAID-1 реализует подход, называемый зеркальным копиро­ванием (ntirmring). Логическое устройство в этом случае образуется на основе одной или нескольких пар дисков, в которых один диск является основным, а другой диск (зеркальный) дублирует информацию, находящуюся на основном диске.

Рис.14. Уровень RAID-1.

При внесении изменений в данные, расположенные на логическом устройстве RAID-1, контроллер (или драйвер) массива дисков одинаковым образом моди­фицирует и основной, и зеркальный диски. Удвоение количества операций записи снижает, хотя и не очень значительно, производительность дисковой подсистемы, поэтому во многих случаях наряду с дублированием дис­ков дублируются и их контроллеры. Такое дублирование (duplexing) помимо по­вышения скорости операций записи, обеспечивает большую надежность систе­мы — данные на зеркальном диске останутся доступными не только при сбое диска, но и в случае сбоя дискового контроллера.

Уровень RAID-2 расщепляет данные побитно: первый бит записывается на пер­вый диск, второй бит — на второй диск и т. д. Отказоустойчивость реализуется в RAID-2 путем использования для кодирования данных корректирующего кода Хэмминга, который обеспечивает исправление однократных ошибок и обнару­жение двукратных ошибок. Избыточность обеспечивается за счет нескольких до­полнительных дисков, куда записывается код коррекции ошибок.

Уровень RAID-3 позволяет выполнять одновременное чтение или запись данных на несколько дисков для файлов с длинными записями, однако следует подчерк­нуть, что в каждый момент выполняется только один запрос на ввод-вывод, то есть RAID-3 позволяет распараллеливать ввод-вывод в рамках только одного процесса. Таким образом, уровень RAID-3 повышает как надежность, так и ско­рость обмена информацией.

Организация RAID-4 аналогична RAID-3, за тем исключением, что данные рас­пределяются на дисках не побайтно, а блоками. За счет этого может происхо­дить независимый обмен с каждым диском. Для хранения контрольной инфор­мации также используется один дополнительный диск.


Операционная система MS DOS

Основные компоненты MS DOS:

1. BIOS – базовая система ввода – вывода, хранится и записывается в ПЗУ и управляет внешними устройствами, тестирует оборудование, инициирует загрузку ОС. Является компонентом любой операционной системы.

2. Системные файлы – IO.SYS, MSDOS.SYS, содержат программы MS DOS, которые постоянно находятся в оперативной памяти. Файл IO.SYS является дополнением к функциям BIOS. MSDOS.SYS реализует основные высокоуровневые услуги DOS.

3. Драйверы – это специальные программы, которые позволяют подключать новое и нестандартное оборудование.

4. Внешние команды– это программы, поставляемые вместе с ОС в виде отдельных файлов. Эти программы выполняют действия обслуживающего характера.

6. Загрузчик DOS –программа, которая загружает в память системные файлы. Эта программа находится в первом секторе загрузочного диска.

Начальная загрузка MS DOS

Начальная загрузка выполняется автоматически в случаях:

· При включении электропитания ПК;

· При нажатии клавиши RESET;

· При одновременном нажатии клавиш CTRL+ALT+DEL;

Порядок загрузки MS DOS:

1. Программа-загрузчик проверяет наличие системных файлов в корневом каталоге загрузочного диска.

2. Программа–загрузчик считывает в память системные файлы.

3. Если в корневом каталоге загрузочного диска есть файл сжатых дисков DBLSPASE.BIN, то он загружается.

4. Из корневого каталога загрузочного диска читается файл конфигурации системы CONFIG.SYS и в соответствии с указаниями этом файле, загружаются драйверы.

6. Командный процессор выполняет командный файл AUTOEXEC.BAT, если этот файл есть на загрузочном диске. В файле AUTOEXEC.BAT указываются программы и команды, выполняемые при каждом запуске ПК. После выполнения этого файлы на экран выводится приглашение DOS, например, C:\>.

Внутренние команды:

cd - смена текущего каталога;

dir [диск:][путь\][имя_файла][/р] [/w] - выдача оглавления каталога, где

/р – поэкранный вывод оглавления;

/w – вывод только имен файлов и подкаталогов;

md [диск:]путь\- создание каталога. Например, md my;

rd [диск:]путь\ - удаление пустого каталога. Например, rd my;

сору [диск:][путь\]имя_файла1 [диск:][путь\] имя_файла2 - копирование файлов;

copy con имя_файла - создание небольшого текстового файла, F6 - сохранение файла;

ren старое_имя новое_имя - изменение имени файлов

del [диск:][путь\]имя_файла – удаление файла;

type [диск:][путь\]имя_файла – вывод содержимого файла на экран;

Читайте также: