Gestion%20de%20Fichiers

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Gestion de Fichiers

• GF-6 Storage Secondaire CD-ROMs 2 Questions
  sur la Gestion des Donnees
• (Base sur Chapitres 3 de Folk, Zoellick
  Riccardi, File Structures, An Object-Oriented
  Approach with C)

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Resume du Cours dAujourdhui

• CD-ROMs (Disque Compacts, Read-Only Memory)
• Le Voyage dun Octet
• Gestion de la Memoire Tampon
• Entrée/Sortie en Unix

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Introduction aux CD-ROMs

• Un seul disque peut contenir plus de 600
  megabytes de donnees ( 400 livres de la taille
  du manuel de cours)
• Un CD-ROM est un disque optique de lecture
  seule. Cest a dire, cest un medium de
  publication plutot quun storage de donnees pour
  entrée et sortie comme les disques magnetiques.
• Avantages des CD-ROMs Grande capacite de
  storage, bon marche, durabilite.
• Desavantages des CD-ROMs Un performance de
  recherche (seek) extremement lente (entre ½
  seconde et 1 seconde) ? Des structures de fichier
  intelligentes sont indispensables.

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Organisation Physique des CD-ROMs I

• Les CD-ROMs sont des descendants des Disques
  Compacts Audio. Comme ecouter de la musique est
  une tache sequentielle, elle ne demande pas
  dacces au hazard (random acces) aux donnees
  rapide.
• Lire les creux et les plateaux (pits and lands)
  Les CD-ROMs sont reproduits a partir dun disque
  maitre en verre dont la couverture peut etre
  changee par un rayon laser. Lorsque la couverture
  est developpee, les regions touchees par le rayon
  laser deviennent des creux (pits) tout au long de
  la piste suivie par le rayon. Les regions lisses
  inchangees entre les trous sappellent des
  plateaux (lands).

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Organisation Physique des CD-ROMs II

• Afin de lire la copie imprimee du disque, un
  rayon de lumiere laser est projetee sur la piste
  qui se deplace sous cette lumiere optique. Les
  creux dispersent la lumiere, mais les plateaux la
  reflettent presque entierement jusqua sa source.
  Cette alternance de reflection de grande et
  petite intensite est le signal utilise pour
  reconstruire linformation digitale originale.
• Les 1s sont representes par la transition dun
  creux a un plateau et vice-versa. Les 0s sont
  representes par le montant de temps qui
  selapse entre les transitions. Plus il y a de
  temps entre deux transitions le plus de 0s il
  y a a cet endroit des donnees.

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Organisation Physique des CD-ROMs III

• Etant donne ce procede, il nest jamais possible
  davoir deux 1s adjacents les 1s sont toujours
  separes par des 0s. En fait, a cause des
  limitation physiques du procedes, il doit
  toujours y avoir au moins deux 0s entre une
  paire de 1s.
• Les motifs non traites de 1s et 0s doivent etre
  traduits afin dobtenir des motifs de huit 1s
  et 0s qui forment les octets des donnees
  originales.
• EFM encoding (Eight to Fourteen Modulations)
  transforment les octets de donnees originaux en
  des motifs etendus de 14 bits qui peuvent etre
  representes dans les creux et les plateaux du
  disque optique.
• Puisque les 0s sont representes par la longueur
  de temps entre deux transitions, le disque doit
  revolver a une vitesse precise et constante.
  Ceci affecte negativement le temps de recherche
  dun CD-ROM.

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CLV versus CAV I

• Les donnees sur un CD-ROM sont sauvegardees dans
  une seule piste organisee en spirale. Ceci permet
  aux donnees detre rangee de facon aussi serree
  que possible puisque tous les secteurs ont la
  meme taille (quils soient au centre ou sur les
  bords du disque).
• Dans larrangement regulier (sur un disque
  magnetique), les donnees sont rangees de maniere
  plus dense au centre que sur les bords ? De
  lespace est perdu sur les bords.
• Puisque la lecture des donnees necessite un
  passage de la piste sous le systeme optique a une
  vitesse constante, le disque doit tourner plus
  lentement lorsque le bord du disque est lu que
  lorsque son centre est lu.

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CLV versus CAV II

• Le format CLV est responsible en grande partie
  pour la mauvaise performance de recherche des
  unites de CD-ROMs il ny a pas de moyen direct
  de saute dun endroit a un autre. Une partie de
  ce probleme est la necessite de changer de
  vitesse de rotation.
• Afin de lire les informations sur les addresses
  qui sont sauvegardees sur le disque avec les
  donnees de lusager, il faut faire tourner la
  piste sous loeil optique a la bonne vitesse. Ma
  afin dajuster la vitesse, on doit etre capable
  de lire linformation sur les addresses pour
  savoir ou ces donnees sont placees. Comment se
  debarasser de ce cercle vicieux? En devinant et
  en faisant des essais ? Ceci ralentit la
  performance du disque.

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LAddressage

• Different de la methode de disque magnetique.
• Chaque seconde du temps decoute dun CD est
  divise en 75 secteurs. Chaque secteur contient 2
  KiloOctets de donnees. Chaque CD-ROM contient au
  moins une heure decoute.
• ? Le disque est capable de contenir 60 min 60
  sec/min 75 secteurs/sec 2 KiloOctet/secteur
  540,000 KiloOctets.
• Il est, en fait, souvent possible de sauvegarder
  plus de 600,000 KiloOctets.
• Les secteurs sont addresses par minsecsecteur.
  E.g., 162334.

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Avantages et Desavantages des CD-ROMs

• Performance de Recherche tres mauvaise
• Taux de Transfer des Donnees Pas trop
  mauvais/Pas excellent.
• Capacite Storage Excellente
• Benefice cela nous permet de construire des
  indexes et dautres structures de support qui
  peuvent nous aider a surmonter certaines des
  limitations associees avec la mauvaise
  performance des CD-ROMs
• Acces de Lecture Seulement Comme la structur du
  fichier ne peut pas changer, il est facile
  doptimiser la gestion des fichiers.
• Pas besoin dinteraction avec lusager (qui
  demanderait une reponse rapide).

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Le Voyage dun Octet Que se passe-t-il lorsque
linstruction de programme write(textfile, P,
1) est executee?

• Partie prenant place en memoire
• Linstruction appelle le systeme dexploitation
  (OS) qui surveille loperation.
• Le gestionnaire de fichier (la partie du systeme
  dexploitation qui soccuppe de lentrée/sortie)
• Verifie que loperation est permise
• Trouve la location physique a laquelle loctet
  sera mis en storage (lunite de disque, le
  cylindre, la piste, le secteur)
• Regarde si le secteur contenant le P est deja
  en memoire (sinon, appelle la memoire tampon
  Entrée/Sortie).
• Met P dans la memoire tampon Entrée/Sortie
• Garde le secteur en memoire pour voir si dautres
  octets vont aller dans le meme secteur.

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Le Voyage dun Octet Que se passe-t-il lorsque
linstruction de programme write(textfile, P,
1) est executee?

• Partie prenant place a lexterieur de la memoire
• Processeur dentrée/sortie Attend quun chemin
  de donnees externe se libere (lunite centrale
  est plus rapide que les chemins de donnees ?
  delais)
• Controlleur de Disque
• Le processeur dentrée/sortie demande au
  controleur de disques si lunite de disque est
  prete a lecriture.
• Le controleur de disque donne des directives a
  lunite de disque pour quelle deplace sa tete de
  lecture/ecriture jusqua la bonne piste et le bon
  secteur.
• Le disque revolve jusquau bon endroit et loctet
  est ecrit.

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Gestion de la Memoire Tampon

• Quarrive-t-il aux Donnees voyageant entre la
  region des donnees dun programme et le storage
  secondaire?
• Lutilisation de memoire tampon La memoire
  tampon permet de travailler avec une large
  quantite de donnees en memoire de maniere a ce
  que le nombre dacces au storage secondaire
  puisse-t-etre reduit.

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Limitation de la memoire tampon

• Supposons que le systeme a une seule memoire
  tampon et alterne entre une operation decriture
  et une operation de lecture.
• Dans ce cas, le secteur contenant le caractere a
  lire est constamment efface par le secteur
  contennant lemplacement dans lequel le caractere
  sera ecrit et vice-versa.
• Dans un cas pareil, le systeme a besoin de plus
  dune memoire tampon au moins une pour lentrée
  et lautre pour la sortie.
• Deplacer les donnees jusquau disque ou du disque
  a la memoire prend beaucoup de temps et les
  programmes peuvent devenir limites par
  lentrée/sortie (IO Bound) ? Il faut trouver de
  meilleures strategies afin deviter ce probleme.

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Strategies pour les memoires tampon

• Memoires Tampon Multiples
• Memoires tampon double
• Pooling de memoires tampon
• Mode de deplacement (move mode) et mode de
  reperage (locate mode)
• Disperse/Regroupe Entrée/Sortie (Scatter/Gather
  I/O)