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Note per Studenti Esercizio 13 · capacità di un disco dal tempo di accesso

Esercizio 13capacità di un disco dal tempo di accesso

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Testo (svolto in aula, lezione del 7 novembre 2016). Si supponga di sapere che per trasferire 64 KB di dati da un dato disco rigido occorra un tempo totale di circa 9,728571 ms, senza contare l'attesa che il dispositivo o uno dei suoi canali sia libero. Il disco possiede 524 288 tracce, ogni settore memorizza 512 byte, il tempo medio di posizionamento della testina è 0,8 ms e la velocità di rotazione è di 4200 giri al minuto. Calcolare il numero totale di byte che il disco può memorizzare.


Formule

Ttot=Tseek+Tlatenza+Ttrasf,Tlatenza=Tgiro2,Ttrasf=DN TgiroT_{tot} = T_{seek} + T_{latenza} + T_{trasf}, \qquad T_{latenza} = \frac{T_{giro}}{2}, \qquad T_{trasf} = \frac{D}{N}\,T_{giro}

con DD byte da trasferire e NN byte per traccia (i 64 KB stanno su una traccia). Vedi Memoria esterna - dischi, RAID e memorie otticheDisco magnetico (piatti, facce, tracce, settori, cilindri); tempo di accesso come somma di posizionamento, latenza rotazionale e trasferimento, con formule ed esempio; algoritmi di scheduling FCFS, SSTF e ascensore; livelli RAID da 0 a 6; SSD; CD, DVD e nastri.Memoria esterna - dischi, RAID e memorie ottiche →.

Tempo di un giro e latenza

420060=70 giri/s⇒Tgiro=100070=14,285714 ms,Tlatenza=7,142857 ms\frac{4200}{60} = 70 \text{ giri/s} \quad\Rightarrow\quad T_{giro} = \frac{1000}{70} = 14{,}285714 \text{ ms}, \qquad T_{latenza} = 7{,}142857 \text{ ms}

Tempo di trasferimento

Per differenza:

Ttrasf=9,728571−0,8−7,142857=1,785714 msT_{trasf} = 9{,}728571 - 0{,}8 - 7{,}142857 = 1{,}785714 \text{ ms}

Byte per traccia

Ricavando NN dalla formula del trasferimento:

N=D⋅TgiroTtrasf=65 536⋅14,2857141,785714=65 536⋅8=524 288 byteN = \frac{D \cdot T_{giro}}{T_{trasf}} = 65\,536 \cdot \frac{14{,}285714}{1{,}785714} = 65\,536 \cdot 8 = 524\,288 \text{ byte}

I 64 KB sono esattamente 1/81/8 di traccia. Il valore è un multiplo di 512 (1024 settori per traccia): il dato sul settore serve a correggere eventuali errori di arrotondamento, portando il risultato al multiplo di 512 più vicino.

Capacità

524 288 tracce⋅524 288 byte=219⋅219=238 byte=256 GB524\,288 \text{ tracce} \cdot 524\,288 \text{ byte} = 2^{19} \cdot 2^{19} = 2^{38} \text{ byte} = 256 \text{ GB}

Versione ripasso

Testo (svolto in aula, lezione del 7 novembre 2016). Si supponga di sapere che per trasferire 64 KB di dati da un dato disco rigido occorra un tempo totale di circa 9,728571 ms, senza contare l'attesa che il dispositivo o uno dei suoi canali sia libero. Il disco possiede 524 288 tracce, ogni settore memorizza 512 byte, il tempo medio di posizionamento della testina è 0,8 ms e la velocità di rotazione è di 4200 giri al minuto. Calcolare il numero totale di byte che il disco può memorizzare.

Metodo: da Ttot=Tseek+Tlatenza+TtrasfT_{tot} = T_{seek} + T_{latenza} + T_{trasf} si ricava TtrasfT_{trasf} e quindi i byte per traccia NN (Memoria esterna - dischi, RAID e memorie otticheDisco magnetico (piatti, facce, tracce, settori, cilindri); tempo di accesso come somma di posizionamento, latenza rotazionale e trasferimento, con formule ed esempio; algoritmi di scheduling FCFS, SSTF e ascensore; livelli RAID da 0 a 6; SSD; CD, DVD e nastri.Memoria esterna - dischi, RAID e memorie ottiche →).

  1. 4200/60=704200/60 = 70 giri/s ⇒\Rightarrow Tgiro=1000/70=14,285714T_{giro} = 1000/70 = 14{,}285714 ms, Tlatenza=7,142857T_{latenza} = 7{,}142857 ms.
  2. Ttrasf=9,728571−0,8−7,142857=1,785714T_{trasf} = 9{,}728571 - 0{,}8 - 7{,}142857 = 1{,}785714 ms.
  3. N=D⋅Tgiro/Ttrasf=65 536⋅8=524 288N = D \cdot T_{giro}/T_{trasf} = 65\,536 \cdot 8 = 524\,288 byte per traccia (i 64 KB sono 1/81/8 di traccia; multiplo di 512).
  4. Capacità =524 288⋅524 288=219⋅219=238= 524\,288 \cdot 524\,288 = 2^{19} \cdot 2^{19} = 2^{38} byte =256= 256 GB.

Lezioni in cui compare

Teoria collegata