Diplomarbeit - Operating Systems Group - Technische Universität ...

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16 KAPITEL 2. STAND DER TECHNIK ¡ Pufferverwaltung Die Pufferverwaltung ist in der Lage, verschiedene Cache-Strategien gleichzeitig zu verwenden. Dazu werden für jede Strategie getrennte Pufferbereiche verwaltet. ¡ Ressourcenverwaltung Durch die Ressourcenverwaltung wird im wesentlichen die Admission Control durchgeführt. ¡ Festplatten-Verwaltung In diesem Teil der unteren Schicht werden die Auftragsplanung und Blockverwaltung realisiert. Für die Auftragsplanung werden die Datenströme in 3 Kategorien eingeteilt: 1. Periodische Echtzeitaufträge 2. Nicht-periodische Echtzeitaufträge 3. Nicht-Echtzeitaufträge Die Aufträge für jede Kategorie werden in getrennten Warteschlangen verwaltet. Für die Generierung der Festplattenaufträge wird eine gemeinsame Warteschlange benutzt, dabei werden die Aufträge für die Echtzeit-Datenströme (periodisch und nicht-periodisch) nach SCAN-EDF in diese Warteschlange eingefügt, die Nicht-Echtzeitaufträge nach Best-Effort. Um zu gewährleisten, daß die Aufträge gleichberechtigt ausgeführt werden, wird jeder Kategorie ein Zeitanteil garantiert. Aufträge werden nur dann in die globale Warteschlange aufgenommen, falls für die entsprechende Auftragskategorie noch genügend Zeit zur Verfügung steht bzw. keine Aufträge anderer Kategorien vorhanden sind. Durch die Vorgehensweise soll erreicht werden, daß Echtzeitaufträge entsprechend ihrer Zeitschranken ausgeführt werden und auf der anderen Seite die Antwortzeiten für Nicht-Echtzeitaufträge so gering wie möglich gehalten wird. Die Blockverwaltung soll die Möglichkeit bieten, verschiedene Layouts gleichzeitig zu verwenden. Dazu kann einer Allokationsanforderung ein „Hinweis“ gegeben werden, auf welcher Festplatte und an welcher Stelle der Festplatte ein Block reserviert werden soll. Außerdem können Blöcke unterschiedlicher Größe angelegt werden. Das Dateisystem versucht dann, den Block an der angegebenen Position oder in deren Nähe zu allokieren. Die Metadaten werden ähnlich zu den UNIX-Inodes verwaltet, es wird allerdings zusätzlich ein Index gespeichert, der die logische Struktur eines Datenstromes (z.B. die einzelnen Bilder eines Videos) auf Bytepositionen in der Datei abbildet. In der oberen, vom jeweiligen Datentyp abhängigen Schicht werden die eigentlichen Strategien zur Speicherung der Datenströme implementiert. Für jeden Datentyp existiert dafür ein separates Modul. Das Modul zur Speicherung von Videoströmen verwendet z.B. große Blöcke und verteilt diese nach einem geeigneten Striping-Schema über die Festplatten, während das Text-Modul mit kleinen Blöcken arbeitet und diese strikt nach Round-Robin verteilt. 2.2.3 Echtzeit-Datenbanken Im wesentlichen haben Datenbanksysteme zur Verwaltung von Echtzeit- oder Multimedia-Daten die gleichen Probleme zu lösen wie die Dateisysteme: Admission Control, Auftragsplanung und Datenlayout [RzS97, KGM93]. Hinzu kommt das Problem einer geeigneten Indexstruktur. Die bis jetzt beschriebenen Verfahren (Blocklisten oder spezielle Layoutvarianten) sind vor allem dann ungeeignet, wenn das System Operationen wie das Einfügen oder Löschen von Teilen des Datenstroms (z.B. einiger Bilder eines Videos) unterstützen soll. In [Bil92] wird für dieses Problem eine Lösung beschrieben. Dort werden B-Bäume für die Verwaltung der Dateien verwendet (siehe Abb. 2.7). Diese ermöglichen das Einfügen oder Löschen von Teilen innerhalb der Datei, erfordern allerdings einen erhöhten Aufwand für die Implementierung.
2.2. BEISPIELE FÜR DATEISYSTEME 17 full page 1020 1820 950 1020 280 710 800 full page partially Abbildung 2.7: B-Bäume zur Blockverwaltung in EOS [Bil92].
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