บทที่8

การขอใช้ดิสก์ในไซเลนเดอร์ที่ 50,80,10,60,15,70,90 หัวอ่านอยู่ไซเลนเดอร์ที่ 30 จงวาดรูปการจัดเวลาการใช้ดิสก์ด้วยวิธี

First Come First Served : FCFS Scheduling
(แบบมาก่อนได้ใช้งานก่อน) วิธีนี้เป็นวิธีที่เรียบง่ายที่สุด process ใดที่มาถึงก่อนและอยู่ในคิวก่อน จะมีสิทธิ์ได้ใช้งานก่อน ดังตัวอย่างมี process มาถึงในคิวตามลำดับและแต่ละ process มีตำแหน่งของ cylinder

Shortest Seek Time First : SSTF Scheduling (เลือกตำแหน่งที่อยู่ใกล้ที่สุดก่อน) วิธีนี้จะดูว่าในบรรดา process ที่รอใช้งาน disk อยู่นั้น process ที่มีตำแหน่งของข้อมูลที่ต้องการอ่านอยู่ที่ cylinder ที่อยู่ใกล้กับหัวอ่านมากที่สุด ก็จะเลือก process นั้นให้ได้รับบริการก่อน วิธีนี้จะทำให้หัวอ่านมีระยะทางในการเคลื่อนจากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งที่สั้นที่สุด

SCAN Scheduling 
(การอ่านแบบกราด) วิธีนี้หัวอ่านจะอ่านกราดงานที่อยู่ในรายทางไปในทิศทางเดียวกันจนสุดที่ปลายของ cylinder สุดท้าย จากนั้นก็จะเริ่มอ่านกราดงานที่อยู่ในรายทางกลับมาในอีกทิศทางหนึ่ง ดังนั้น process ที่มีตำแหน่งของข้อมูลที่ต้องการอ่านอยู่ในทิศทางของการกราดของหัวอ่านจะได้รับการอ่านทั้งหมด

Circular SCAN (C-SCAN) Scheduling
(การอ่านกราดเป็นวงกลม) วิธีนี้เป็นวิธีที่ดัดแปลงจากวิธี SCAN โดยเมื่อหัวอ่านได้อ่านกราดงานตามรายทางไปจนถึง cylinder สุดท้ายแล้ว แทนที่จะเริ่มอ่านกราดกลับมาในอีกทิศทางหนึ่ง หัวอ่านจะกระโดดข้ามกลับมาที่ตำแหน่งแรกของ cylinder ทันทีแล้วจึงเริ่มอ่านกราดงานของที่อยู่รายทาง (มองเหมือนตำแหน่งสุดท้ายกับตำแหน่งเริ่มต้นอยู่ติดกันเป็นวงกลม)

LOOK Scheduling C-LOOK Scheduling 
(อ่านกราดเป็นวงกลมแบบมองหา) วิธีนี้คล้าย ๆ กับวิธี C-SCAN แต่เมื่อหัวอ่านได้อ่านกราดไปจนถึงตำแหน่งที่มีงานอยู่ในตำแหน่งสุดท้ายแล้ว หัวอ่านจะไม่เคลื่อนที่ต่อไปแต่จะหยุดอยู่แค่ตำแหน่งนั้นแล้วกระโดดย้อนกลับมาหาตำแหน่งแรกของฝั่งตรงกันข้ามที่มีงานรออยู่ โดยไม่ไปถึงตำแหน่งสุดท้ายของฝั่งตรงกันข้ามเช่นเดียวกัน

ตัวควบคุมอุปกรณ์ Device Controller คืออะไร
อุปกรณ์แต่ละประเภทจะประกอบด้วยกลไกต่างๆ และส่วนที่เป็นวงจรอีเล็กทรอนิกส์ ซึ่งประกอบเข้าเป็นตัวชิพ หรือประกอบรวมกันบนแผ่นเซอร์กิตบอร์ด (circuit board) ที่ถูกเรียกว่า “ตัวควบคุมอุปกรณ์” (device controller) หรืออะแดปเตอร์ (adapter) 

สำหรับบอร์ดและการ์ด ที่ประกอบเป็นคอมพิวเตอร์นั้นเรียกว่า กลไกบนบอร์ดคอมพิวเตอร์ สามารถต่อการ์ดต่างๆ ได้เป็นจำนวนมาก

 ช่องที่เสียบเข้ากับบอร์ดเรียกว่า สล็อต (slot) สำหรับคอมพิวเตอร์พีซี (PC) สล็อตเหล่านี้จะมีชื่อเรียกต่างๆกัน เช่น ISA PCI AGP 

การ์ดควบคุมอุปกรณ์แต่ละชนิดที่เสียบลงบนบอร์ดจะถูกต่อสายไปยังอุปกรณ์นั้น ๆ แต่ละการ์ดสามารถควบคุมอุปกรณ์ได้ตั้งแต่ 1ชิ้น 2,4,8ชิ้น 

การติดต่อระหว่างการ์ดควบคุมกับอุปกรณ์มักเป็นในรูปของภาษาเครื่องการโอนถ่ายข้อมูลจะกระทำในระดับบิต 

หน้าที่ของตัวควบคุมนอกจากจะคอยตรวจสอบข้อผิดพลาด แล้วยังมีหน้าที่ในการแปลข้อมูลจากรูปของสายข้อมูลไปเป็นบล็อกเพื่อนำไปจัดเก็บลงในสื่อข้อมูลหรือจากสื่อข้อมูลไปลงบนหน่วยความจำ

การแอ็กเซสข้อมูลโดยตรง (DMA : Direct Memory Access)

- DMA เป็นการรับ-ส่งข้อมูลจากหน่วยความจำกับอุปกรณ์โดยตรงไม่ต้องผ่านซีพียู -การรับ-ส่งข้อมูลได้รวดเร็วไม่เปลืองเวลาของซีพียู เพราะการรับ-ส่งข้อมูลแบบ DMA อาศัยแชนแนลหรือตัวควบคุม DMA (DMA controller) 
- แชลแนล ทำหน้าที่แทนซีพียูเมื่อต้องการรับส่งข้อมูลแบบ DMA
- แชลแนลจะส่งสัญญาณให้ ซีพียูรับรู้ ซีพียูจะสั่งให้แชนแนลทำรูทีน-- ควบคุมการส่งข้อมูล จากนั้นซีพียูจะไปทำงานอื่นต่อและเมื่อการทำ DMA เสร็จสิ้นลง แชลแนลจะส่งสัญญาณบอกซีพียูได้รับรู้อีกครั้งว่าทำ DMA เสร็จแล้ว

อธิบายปัจจัยที่มีผลต่อความเร็วในการทำงานของดิสก์

ความเร็วในการทำงานของฮาร์ดดิสก์ ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่างเช่น ความเร็งในการหมุน กลไกภายใน ความจุข้อมูล ชนิดของ คอนโทรลเลอร์ ขนาดของบัฟเฟอร์ และระบบการเชื่อต่อที่ใช้เป็นต้น ฮาร์ดดิสก์ที่มีกลไกที่เคลื่อนที่เร็วที่สุดเพียงอย่างเดียว อาจจะไม่ใช่ฮาร์ดดิสก์ที่มีประสิทธิภาพดีที่สุดก็ได้

จงอธิบายวิธีการรับส่งข้อมูลระหว่าง CPU กับอุปกรณ์

เมื่อโปรเซสต้องการส่งข้อมูลให้กับอุปกรณ์ต่าง ๆ ข้อมูลที่จะส่งจะถูกเก็บไว้ในหน่วยความจำ การส่งจะกระทำโดย CPUเป็นผู้ดึงข้อมูลมาจากหน่วยความจำและส่งไปให้อุปกรณ์ต่าง ๆ ในทางกลับกันเมื่ออุปกรณ์ต่าง ๆ ต้องการส่งข้อมูลให้โปรเซส ข้อมูลจะถูกส่งผ่าน CPU ไปไว้ในหน่วยความจำ จากนั้นโปรเซสจึงนำข้อมูลไปใช้ได้ วิธีการรับส่งข้อมูล มีอยู่ 3 วิธี ได้แก่

การพอลลิ่ง (Polling) ลักษณะการติดต่อแบบนี้คือ ทุก ๆ ช่วงเวลาหนึ่งซีพียูจะหยุดงานที่ทำอยู่ชั่วคราวและไปตรวจเช็คที่แต่ละแชนเนลเพื่อดูว่ามีอุปกรณ์ใดต้องการส่งข้อมูลบ้างตั้งแต่ตัวแรก-ตัวสุดท้าย จนกระทั้งหมดซีพีจะกลับไปทำงานตามเดิม 

การอินเตอร์รัพต์ (Interrupt) เมื่ออุปกรณ์ตัวใดต้องการส่งข้อมูล จะส่งสัญญาณผ่านทางแชนแนลไปบอกซีพียู เมื่อซีพียูทราบก็จะหยุดงานชั่วคราวแล้วไปรับรับส่งข้อมูลจนเสร็จสิ้น แล้วกลับไปทำงานต่อ 

เมลบ็อกซ์ (Mailbox) ระบบจะเสียเนื้อที่ส่วนหนึ่งไปเพื่อเป็นที่พักของข้อมูลเมื่อมีอุปกรณ์บางตัวต้องการส่งข้อมูล ก็จะส่งไปเก็บไว้ในเนื้อที่ส่วนนี้ เมื่อถึงระยะเวลาหนึ่งซีพียูจะหยุดงานที่ตัวเองทำไปรับส่งข้อมูลเสร็จแล้วก็จะไปทำงานที่ค้างไว้ต่อ

Boot Sector คืออะไร

เมื่อเปิดเครื่องคอมพิวเตอร์จำเป็นที่จะต้องมีโปรแกรมเริ่มต้น ซึ่งจะทำหน้าที่ตรวจสอบและอ่านค่าที่จำเป็นทั้งหมดในระบบว่าระบบคอมพิวเตอร์พร้อมทำงานหรือไม่ โปรแกรมนี้มีชื่อว่า Bootstrap ซึ่งจะถูกเก็บไว้ในดิสก์ในพาร์ติชั่นที่เรียกว่า Boot block ซึ่งดิสก์ที่มี Boot Block เก็บอยู่จะเรียกว่า Boot Disk

อธิบายปัจจัยที่มีผลต่อการทำงานของ Disk

ฮาร์ดดิสก์ตัวหนึ่งอาจเลือกใช้การรับส่งข้อมูลได้หลายแบบ ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลักคือ ฮาร์ดดิสก์ที่ใช้นั้นสนับสนุนการทำงานแบบใดบ้าง ชิปเซ็ตและ BIOS ของเมนบอร์ดต้องสนับสนุนการทำงานในแบบต่าง ๆ และอย่างสุดท้านคือ ระบบปฏิบัติการบางตัว จะมีความสามารถเปลี่ยนหรือเลือกวิธีการรับส่งข้อมูลในแบบต่าง ๆ ได้ เพื่อให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมในการทำงาน เช่น Windows NT, Windows 98 หรือ UNIX เป็นต้น

Bad Block คืออะไร

เซกเตอร์เสีย หมายถึง ข้อมูลที่อ่านมาจากเซ็กเตอร์นั้นมีค่าไม่ตรงกับค่าที่ได้มีการบันทึกลงไป bad block เป็นข้อบกพร่องจากโรงงาน จะมีวิธีจัดการคือ คอนโทรลเลอร์ทำหน้าที่จัดการกับพื้นที่ที่เสียโปรแกรมระบบทำหน้าที่จัดการกับพื้นที่ที่เสีย

การทำสพูล SPOOL คืออะไร มีประโยชน์อย่างไร

เป็นการใช้อุปกรณ์ที่มีความเร็วสูงมาทำงานแทนอุปกรณ์ที่มีความเร็วต่ำ เช่นการใช้ดิสก์แทนเครื่องพิมพ์ เนื่องจากดิสก์มีการรับส่งข้อมูลได้รวดเร็วกว่าเครื่องพิมพ์มากหลายเท่า โดยมีโปรเซสหนึ่งของ OS ชื่อ SPOOLER ทำหน้าที่จัดการเรื่องการทำ SPOOL ของระบบ