操作系统L14

Redundant Array of Independent Disk (RAID)　独立磁盘冗余阵列

SLED：单个大容量昂贵磁盘
SCSI盘：采用SCSI接口的硬盘，SCSI是Small Computer System Interface（小型计算机系统接口）的缩写，接口速度快CPU占用率低

关键思想：数据分布在驱动器上，以允许并行操作。

这叫做划分条带（striping）

Error Handling 错误处理

为什么总是出错？
- 一旦制造技术改进到可以在特定密度下完美运行的程度，磁盘设计者就会转向更高的密度来增加容量。
两种解决方案：用备用扇区替换坏扇区，或者移动扇区。

Stable Storage 稳定存储器

RAID 首先不能对将坏数据写下的写错误提供保护，也不能对写操作期间的崩溃提供保护
在某些应用程序中，数据永远不会丢失或损坏是至关重要的。
稳定存储：目标是不惜一切代价保持磁盘的一致性
定义了三种操作
- 稳定写 -- stable write
- 稳定读 -- stable read
- 崩溃恢复 -- crash recovery

稳定写

将块写入驱动器 1 上，然后读取它以进行验证。
如果出了什么问题，再写和重读 n 次，直到它们起作用为止。
在连续 n 次失败后，该块被重新映射到备用块上并重复该操作（写和重读操作）直到成功。
写入驱动器 1 成功后，对驱动器 2 上的相应块进行写入和重新读取，如果需要，重复，直到它也最终成功。

稳定读

读取驱动器 1 上的块，如果这产生不正确的 ECC，则再次尝试读取，最多 n 次。如果所有 n 次都失败，则从驱动器 2 读取。
同一块在两个驱动程序上都变坏的可能性可以忽略不计。

崩溃恢复

Clock 时钟

Clock Hardware 时钟硬件

可编程时钟

三个部件
- 晶体振荡器
- 计数器
- 存储寄存器
晶体振荡器可以产生几百MHz范围内的周期信号。
- 两种模式：一次性模式和方波模式
- 时钟滴答：由可编程时钟引起的周期性中断。

Clock Software 时钟软件

时钟驱动的功能
为了满足多个计时请求，操作系统需要用一个时钟模拟多个虚拟定时器。

Input Software: Keyboard 输入软件：键盘

按下或释放键时会产生中断。
键盘驱动程序从 I/O 端口提取扫描码，并将其转换为 ASCII 码。
两种模式：规范模式、非规范模式。

Mouse Software

两种常见类型：
- 带橡皮球的鼠标
- 光电鼠标
当鼠标移动了某个最小距离或按下或释放按钮时，就会向计算机发送一条消息。 (Dx, Dy, 按钮状态)

Output Software：Text Windows 输出软件：文本窗口

转义序列：escape sequences

Output Software: GUI Windows

GUI（图形用户界面）有四个基本元素：窗口、图标、菜单和指点设备。

Draw points, lines, rectangles: The Win32 SDK contain many APIs for GUI development.

Bismap 位图: Copying bitmaps using Bitblt.

Fonts：每个 Truetype 字体由围绕其周边的一系列点定义。所有的点都相对于 (0,0) 原点。

Power Management

最常见的节省电池的方法是将设备设计为具有多种状态：
- 打开、睡眠和关闭。

以全时钟速度运行。
将电压降低 2 倍，时钟速度降低 2 倍，功耗降低 4 倍。
通过接受一些质量下降，用户可以使用给定的电池运行更长时间。
- 放弃颜色信息，以黑白显示视频。
- 使用无线电链接将任务发送到其他设备。
- 交易图像质量以减少传输过载。

问题

Summary

Two kinds of I/O devices.
The components of I/O device.
Three ways to communicate with I/O.
Disks: Magnetic disks (components, disk arm scheduling), RAIDs
Clocks
Terminals: Text windows, GUI Windows
Power Management