Защита памяти по ключам

Позволяет защитить несмежные области памяти.

Реализация:

- память делится на блоки одинакового размера;

- каждому блоку ставится в соответствие некоторый код – ключ защиты памяти;

- каждой программе присваивается код защиты программы;

- распределением ключей защиты ведает ОС:

= ключ защиты программы хранится в ССП;

= ключи защиты памяти хранятся в специальной памяти.

Условия доступа программы к конкретному блоку памяти:

- совпадение ключей защиты памяти и программы (аппаратное сравнение);

- равенство одного из ключей нулю.

Нулевое значение ключа защиты программы:

- разрешает доступ ко всему адресному пространству;

- используется только программами ОС.

При несовпадении действия зависят от вида запрещенного доступа (запись, чтение или оба); если доступ запрещен, формируется запрос прерывания.

77. Концепция RAID: принципы построения массивов дисковой памяти, назначение, способы реализации.

Проблема: магнитные диски остаются одним из узких мест, т.к. имеют сравнительно высокую стоимость, низкую отказоустойчивость, невысокую производительность.

RAID – набор физических дисков ЗУ. Назначение: повышение производительности и отказоустойчивости. Концепции:

- управляется ОС и рассматривается как один логический диск;

- распределение данных по физическим дискам;

- избыточность адресного пространства.

Уровни RAID: базовые (1…5), дополнительные (0, 6), комбинация стандартных уровней.

Расслоение или расщепление (striping):

- полосы (strip – узкая полоса) – сегменты, на которые разбиваются данные и дисковое пространство:

размер (ширина) – бит, байт, физический сектор МД, дорожка;

распределяются по различным дискам массива;

- пояс (stripe – широкая полоса) – набор полос, одинаково расположенных на каждом диске массива.

Реализация массивов RAID:

- программная:

= используются обычные дисковые контроллеры и стандартные команды ввода-вывода;

= функциональность различных уровней RAID обеспечивается средствами ОС.

Свойства: +возможность программного изменения уровня RAID; +дешевизна; -невысокая производительность.

- аппаратная:

= все или большая часть функций возложены на соответствующее оборудование.

Два подхода:

= замена стандартных контроллеров дисковых ЗУ на специализированные;

= автономное устройство: содержит массив дисков и контроллер; RAID-режимы реализует собственная ОС контроллера.

- комбинированная (программно-аппаратная) – RAID0, RAID1, RAID2….

78. Дисковые массивы RAID уровней 0, 1, 10: назначение, принципы реализации, свойства.

RAID0 – Striped Disk Array without Fault Tolerance – дисковый массив без отказоустойчивости. Свойства: наиболее эффективное использование дискового пространства, максимальная производительность, простота реализации, минимальные затраты, абсолютная незащищенность данных.

RAID1 – Mirroring – дисковый массив с дублированием («зеркалирование»). Свойства: высокая степень готовности системы, невысокая скорость передачи данных, высокая стоимость. Обычно: хранение загрузочных разделов, системного ПО.

RAID10 = RAID 1 + RAID 0 = страйп зеркал.

79. Дисковые массивы RAID уровней 5, 6: назначение, принципы реализации, свойства.

RAID 5 - Independent Data disks with distributed parity blocks (отказоустойчивый массив независимых дисков с распределенной четностью). Свойства:

(+)высокая скорость записи данных;

(+)достаточно высокая скорость чтения данных;

(+)высокая производительность при большой интенсивности запросов чтения/записи данных;

(+)малые накладные расходы;

(-)низкая скорость чтения/записи данных малого объема при единичных запросах;

(-)достаточно сложная реализация;

(-)сложное восстановление данных.

RAID 6 - Independent Data disks with two independent distributed parity schemes (отказоустойчивый массив независимых дисков с двумя независимыми распределенными схемами четности) – для каждого пояса формируются 2 контрольные суммы и сохраняются на два разных диска (минимальное количество дисков – 4). Свойства:

(+)позволяет восстановить информацию при отказе сразу двух дисков;

(+)относительно малые накладные расходы для реализации избыточности;

(-)увеличивается время на вычисление и запись паритетной информации;

(-)требуется дополнительное дисковое пространство;

(-)усложнение контроллера дискового массива.