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【系统架构设计师】计算机组成与体系结构 ⑨ ( 磁盘管理 | “ 磁盘 “ 单缓冲区 与 双缓冲区 | “ 磁盘 “ 单缓冲区 与 双缓冲区案例 )

一、" 磁盘 " 单缓冲区 与 双缓冲区 磁盘缓冲区 的 单缓冲区 双缓冲区 是两种 不同的设计策略 , 用于 优化 数据 读取 和 写入 的效率 ; 1、" 磁盘 " 单缓冲区 只有一个缓冲区用于 存储数据...允许 读取 和 写入 操作同时进行 , 能够有效地提高系统的并行处理能力和响应速度 ; 二、" 磁盘 " 单缓冲区 与 双缓冲区案例 1、案例描述 磁盘块 与 磁盘缓冲区 大小相同 , 磁盘块 读取数据...将 10 个 磁盘块 大小的 文件 , 读入到 磁盘缓冲区 , 然后送到 用户区处理 , 采用 磁盘单缓冲区 和 磁盘双缓冲区 各自要花费多少时间 ; 2、磁盘单缓冲区 - 流水线分析 分析 磁盘单缓冲...的系统 中 单块 数据块 从 磁盘 到 内存用户区 的耗时 : 磁盘单缓冲区 电路图如下 : 磁盘 中的 数据块 读取到 磁盘缓冲区 需要 15 μs ; 将 数据块 从 磁盘缓冲功能 送入到 内存用户区...分析 磁盘单缓冲 的系统 中 单块 数据块 从 磁盘 到 内存用户区 的耗时 : 磁盘双缓冲区 电路图如下 : 磁盘 中的 数据块 读取到 磁盘缓冲区 需要 15 μs ; 并行操作 - 传输数据到内存用户区

14110

【系统架构设计师】计算机组成与体系结构 ⑧ ( 磁盘管理 | “ 磁盘 “ 缓冲区 | “ 磁盘 “ 缓冲区 概念 和 作用 | “ 磁盘 “ 缓冲区 读取数据 写出数据 流程 )

一、" 磁盘 " 缓冲区简介 1、" 磁盘 " 缓冲区 概念 磁盘缓冲区 Disk Buffer 位于 磁盘 和 内存 之间的 数据缓冲区 , 其作用是 优化 数据读取 和 数据写入 速度 ; 磁盘缓冲区..., 用于临时存储 从磁盘读取 或 写入到磁盘 的数据块 ; 2、" 磁盘 " 缓冲区 作用 " 磁盘 " 缓冲区 作用 : 提高 读取效率 : 磁盘缓冲区 可以 将 磁盘数据 更快地 从磁盘传输到主内存...; 磁盘缓冲区 本质 就是 内存 的一部分 ; CPU 读取缓冲区内容 : 数据 传输到 磁盘缓冲区 , 磁盘缓冲区 本质 就是 内存的一部分 , CPU 可以直接从 内存 也就是 磁盘缓冲区 中读取数据...; 相当于 从 内存的 堆内存 中 , 传输到 内存的另一部分 磁盘缓冲区 中 ; 从 磁盘缓冲区 写出 到 磁盘 : 数据到达磁盘缓冲区 , 磁盘控制器 开始将数据写入 磁盘 ; 命令传递 :...; 确认写入 : 数据写入磁盘成功后 , 磁盘控制器 通常会向 操作系统 发送确认信号 , 表示写入操作已经完成 ; 缓冲区释放 : 数据 从 磁盘缓冲区 写出数据 到 磁盘 完成后 , 磁盘缓冲区

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    xv6(10) 文件系统：磁盘&缓冲区

    文件系统:磁盘&缓冲区 $xv6$ 将文件系统的设计分为 7 层：$磁盘 \rightarrow 缓冲区 \rightarrow 日志 \rightarrow inode \rightarrow 目录...\rightarrow 路径 \rightarrow 文件描述符$ ，本文讲述磁盘和缓冲区两个部分 首先来看磁盘，前面中断部分已经说过一种硬件中断控制器，了解硬件主要就是了解硬件可编程的物理接口寄存器，...等待磁盘完成任务后它自己会触发中断通知 CPU 去拿结果。 除了我们在内存中给磁盘专门留了一块缓存区之外，磁盘自己本身有个缓冲区，一般也是 512 字节。...所以当 CPU 发送读命令给磁盘后，磁盘就马不停蹄的将数据准备到自己的缓冲区，准备好了之后，触发中断通知 CPU 来拿数据。...而写操作呢，直接将写命令写入命令寄存器，再将数据通过数据寄存器写到磁盘的缓冲区就行了，剩下的事交给磁盘自己去做，完成任务之后触发中断，执行中断处理程序修改缓存块的属性数据不再脏。

    33510

    对atbus的小数据包的优化

    , 13:03:09 优化前的压力测试 - Run On 2016-07-01、 测试项 连接数 包长度 CPU消耗 内存消耗 吞吐量 QPS Linux+本地回环+ipv6+静态缓冲区 1 8-16384.../s 165K/s Linux+本地回环+ipv6+动态缓冲区(ptmalloc) 1 8-16384字节 95%/100% 5.6MB/28MB 484MB/s 82.6K/s Linux+本地回环+...ipv6+动态缓冲区(ptmalloc) 1 8-128字节(模拟ping包) 97%/100% 5.6MB/28MB 8.5MB/s 163K/s Linux+共享内存 1 8-16384字节 98%...+本地回环+ipv6+静态缓冲区 1 8-16384字节 90%/100% 5.8MB/24MB 601MB/s 95K/s Linux+本地回环+ipv6+静态缓冲区 1 8-128字节(模拟ping...而替换之前是没有这个问题的。 问题就在于这里，使用map方式实现的CRC32和CRC64性能太差了。我还不清楚具体的原因，不过猜测可能和CPU命中率有关。

    6.9K20

    【精华】洞悉MySQL底层架构：游走在缓冲与磁盘之间

    // 保存缓冲池中页面的表空间ID和页面ID，用于重启恢复缓冲池 |- ib_logfile0 // redo log 磁盘文件1 |- ib_logfile1 // redo log 磁盘文件...IO时绕过缓冲区高速缓存(内核缓冲区)，从用户空间直接将数据传递到文件或磁盘设备，称为直接IO（direct IO）。...3.4、Log Buffer log buffer(日志缓冲区)用于保存要写入磁盘上的log file(日志文件)的数据。日志缓存区的内容会定期刷新到磁盘。...日志缓冲区大小由innodb_log_buffer_size变量定义 。默认大小为16MB。较大的日志缓冲区可以让大型事务在提交之前无需将redo log写入磁盘。...如果您有更新，插入或者删除多行的事务，尝试增大日志缓冲区的大小可以节省磁盘I/O。

    1.8K61

    【C 语言】文件操作 ( C 语言中的文件操作函数 | 磁盘与内存缓冲区 | 缓冲区工作机制 )

    文章目录 一、C 语言中的文件操作函数 二、磁盘与内存缓冲区 三、缓冲区工作机制 一、C 语言中的文件操作函数 ---- 读取 文本文件 可以使用 getc , fgets , fscanf 函数 ,...---- 上述所有读写文件的函数 , 都是缓冲区函数 , 即 C 语言中的文件操作 , 都是缓冲区函数 ; 磁盘 是由 操作系统 进行读写的 , 用户写的程序 , 不能直接操作磁盘 ; 操作系统 提供...中 , 维护了一个缓冲区 , 这个缓冲区是 内存 中的缓冲区 ; 使用 C 语言文件操作函数 读写的 数据 , 不是直接来自磁盘 , 而是来自 内存中缓冲区 ; 三、缓冲区工作机制 ---- 缓冲区工作机制...: 如果 缓冲区大小 64KB , 假如使用 C 语言库函数 fread 读取一个字节数据 , 实际上会从磁盘文件中读取 64KB 数据 , 放入内存缓冲区中 ; 这是因为 读写内存的效率 远远高于..., 磁盘就会报废 ; 缓冲区内容写入磁盘的时机 : 缓冲区满了 调用 fclose 关闭文件函数

    85610

    11g RAC 在线存储迁移实现 OCR 磁盘组完美替换

    来源 | JiekeXu之路（ID: JiekeXu_IT） 转载请联系授权 | (微信ID：xxq1426321293) 说明：需要将 Oracle 数据库 OCR DATA ARCH 等所有老存储磁盘替换为新存储磁盘...， 华为存储 替换为 SVC 存储 进行存储迁移。...这里有两点要说明的，首先添加的磁盘总量需要比原来的大一些或者一样大，不能偏小，不然在操作时会报错 ORA-15032、ORA-15250，还有每个磁盘可以比原来的大，即实现小盘换大盘；其次，删除磁盘时使用的是...ARCH_0000 等这样的磁盘名，并不是磁盘路径；最后，在添加磁盘的同时进行删除操作，平衡时间会缩短很多，当遇到数据量几十 T 时均衡时间大概要好几天的时间，很是痛苦。...6881888 jiekeXur1:/#rmdev -dl hdisk7 jiekeXur1:/#rmdev -dl hdisk2 该问题处理完后，即实现了 ASM 存储在线迁移，不需要单独进行 OCR 磁盘的替换

    2.5K10

    【Linux】基础IO --- 内核级和用户级缓冲区、磁盘结构、磁盘的分治管理、block group块组剖析…

    ，这段空间就是缓冲区，进程会将内存中的数据拷贝到缓冲区里，最后再从缓冲区中将数据输入到磁盘外设里。...所以进程在将数据拷贝到缓冲区之后，缓冲区将数据再刷新到磁盘中，这个过程中缓冲区也有自己的规定和策略，下面我们来谈谈缓冲区的具体刷新策略是什么。 3....缓冲区一定会结合具体的设备，定制自己的刷新策略： a.立即刷新 — 无缓冲 b.行刷新 — 行缓冲 — 显示器 c.缓冲区满刷新 — 全缓冲 — 磁盘文件 无缓冲：一般情况下，立即刷新这样的场景非常少...write写入接口，实际上并不是直接将数据写到磁盘中，而是将数据写到内核缓冲区里面，而且fflush也不是将数据刷新到磁盘里，而是将数据从语言级缓冲区刷新到内核缓冲区里，这个内核缓冲区就在OS中的struct...内核缓冲区刷新数据到磁盘上，这个过程和用户毫无关系。 5. 系统调用接口fsync可以用来同步文件内核状态到存储设备中，说白了就是强制刷新内核缓冲区的数据到磁盘（物理媒介）上 6.

    84530

    使用INT4INT类型替换INT8BIGINT类型能够节省多少磁盘空间？

    使用INT4/INT类型替换INT8/BIGINT类型能够节省多少磁盘空间？ 最近有人在IRC，Slack和Reddit上讨论使用int4/integer替代int8/bigint能够少4个字节。...因此可以通过切换到更小的数据类型来使用更少的磁盘空间，但您必须非常小心表中列的顺序。当设计表时，这可能非常容易但一旦部署应用程序就不再合理，现在只是更改架构以适应新功能。 还有一个因素要考虑。...从另一方面说，如果在表中添加了一个4字节的列，那么在它旁边添加另一个4字节的列（磁盘空间方面）基本上是不会增加的。...可以通过使用较小的数据类型来节省一些磁盘空间，但是差异并没有那么大。需要仔细规划。

    76240

    内存数据库解析与主流产品对比（一）

    可以保存一个磁盘块），再从缓冲区将该条记录读到线程或事务的工作区进行处理；处理结束后将更新的记录写回缓冲区中的数据块，再由数据库管理系统将修改过的数据块写回到磁盘上。...具体的实现过程是，DBMS首先会在缓冲区中寻找可用的Frame，如果没有就根据缓冲区替换算法选取脏页（Dirty Page）替换出去；假如选中了某个脏页进行替换，则需要对该位置加Latch锁来保证在替换过程中该位置不会被其他事务访问...因为在基于磁盘的DBMS中，数据块是有可能被系统从内存缓冲区中替换到磁盘上，如果锁信息和数据放在一起，一旦数据块被替换出去，Lock Manager和所有事务都无法获得关于数据的锁信息。...所以说对于传统基于磁盘的DBMS来讲，锁要单独维护在内存中，且需要始终保持在内存中，不能被替换出去。而对于内存数据库来说，不存在这样的场景。...分析发现：假设一次业务处理的总开销是100%，实际上只有7%不到的资源是在真正处理业务逻辑；34%用于缓冲区管理如缓冲区的加载替换、地址转化等；14%处理Latching；16%处理Locking；然后

    21810

    文件操作之buffering

    buffer缓冲区 buffer缓冲区是内存上的一个空间，一般爱说是一个FIFO队列，当达到缓冲区阀值或者缓冲区满了之后，数据才会flush到磁盘（也就是常说的落到磁盘上） buffering是缓冲区的意思...值 释义 0 只能在二进制模式使用，表示关闭buffer 1 只能在文本模式下使用，表示使用行缓冲，剪刀换行符就flush >1 用于指定buffer的大小 flush() 将缓冲区数据写入磁盘 close...，直到设定的值超出后才把缓冲区flush；t模式：是io.DEFAULT_BUFFER_SIZE，flush完后把当前字符串也写入磁盘。...; 一般变成中，明确知道需要写磁盘了，都会手动调用一次flush，而不是等到自动flush或者close的时候。...写的时候，None表示'n'都会被替换为系统缺省行分隔符os.linesep;'n'或者''表示'n'不替换；其他合法字符表示'n'会被替换为指定的字符 closefd:关闭文件描述符，True表示关闭它

    3.7K20

    DBA面试题：MySQL缓存池LRU算法做了哪些改进？

    缓冲池中的页可以分为干净页和脏页，干净页是指与磁盘上的数据一致的页，而脏页则是指已经被修改但尚未写回磁盘的页。InnoDB会定期将脏页刷新回磁盘，以确保数据的持久性 1....LRU算法 LRU（Least Recently Used，最近最少使用）是一种常见的缓存替换算法，通常用于管理缓存中的数据页面。...该算法基于一个简单的思想：当缓存空间不足时，将最近最少被访问的数据页替换出去，以便为新的数据页腾出空间。 LRU算法维护一个数据结构，通常是一个链表或者是一个数组，用于记录数据页面的访问顺序。...当缓存空间不足时，将链表或数组尾部的数据页面替换出去，因为它们是最近最少被访问的。...LRU算法的优点是简单易实现，并且通常能够有效地利用缓存空间，保留最近被频繁访问的数据页面，从而提高缓存命中率，减少磁盘IO操作，提升系统性能。

    15210

    CMU 15-445 数据库课程第五课文字版 - 缓冲池

    包括替换策略，如何决定哪些页要读取到内存，哪些页要从内存中删除，最后我们会看一些其他类型的可能存在于 DBMS 中的内存池。...缓冲池的结构是一个固定大小的页的数组，每一个数组条目都被称为一个帧（Frame）：它是磁盘上的数据库文件的页的大小，这样我们就可以把磁盘上的页映射到缓冲池的数组槽中。...之后到第 3 页的时候，第 0，1，2 页不再使用，可以被替换成 3，4，5 页，这样查询不用在扫描每一页的时候都阻塞。...下一个我们要讲的是，如果缓冲池满了，在缓冲池中替换页的不同策略，在此之前，我们先来看下操作系统中的机制： 我们要执行的大多数磁盘操作都是通过操作系统提供的 api，我们讲过mmap()或者read...准确性（Correctness）：即查询结果是查询想要查的数据 速度（Speed）：缓冲池过期需要保证查询速度，也需要考虑能快速决定哪些帧被替换，如果你花了所有的时间思考去掉哪个页最合适，那么你花在这上面的时间可能比你从智能算法中得到的好处还要

    44520

    3、mmap（内存映射、共享）

    mmap：内存映射(内存、用户缓冲区共享一块映射数据) 直接将磁盘文件数基于DMA引擎拷贝据映射到内核缓冲区，同时用户缓冲区是跟内核缓冲区共享一块映射数据， 建立映射后，不需要从内核缓冲区拷贝到用户缓冲区...传统IO，read() 系统调用的过程中会把内核缓冲区的数据拷贝到用户的缓冲区里，为了减少这一步开销，我们可以用 mmap() 替换 read() 系统调用函数。...: mmap file ,write socket 隐含了read file and copy file to socket buffer1、第一次拷贝：应用进程调用了 mmap() 后，DMA 会把磁盘的数据拷贝到内核的缓冲区里...接着，应用进程跟操作系统内核「共享」这个缓冲区；2、第二次拷贝：应用进程再调用 write()，操作系统直接将内核缓冲区的数据拷贝到 socket 缓冲区中，这一切都发生在内核态，由 CPU 来搬运数据...；3、第三次拷贝：最后，把内核的 socket 缓冲区里的数据，拷贝到网卡的缓冲区里，这个过程是由 DMA 搬运的。

    17200

    每周学点大数据 | No.60磁盘算法实践

    先说说写磁盘程序。首先要明确的一点是，并不是每当要进行磁盘读写时，都直接读写磁盘，这样做是非常不经济的。所以当要读写磁盘时，就需要在内存中开辟一块空间，称作Buffer（缓冲区）。...在写磁盘程序的开始，我们先检测缓冲区的页上还有没有剩余的空间去容纳所要写入的内容。如果有，就直接把它们先存放在缓冲区中，并且将缓冲区的偏移量位置向前移动。 ? ?...读写磁盘也是一样，我们会在内存中建立一个缓冲区，在缓冲区中存放要操作的磁盘块的数据镜像。...王：可是，由于我们在不停地对磁盘进行着读写操作，所以很多时候，缓冲区中的数据和磁盘中的数据并不是一致的，这就会带来很严重的问题——“脏数据”。...程序在执行过程中，首先会在缓冲区中为新来的页寻找空间，如果没有足够的空间，程序会从缓冲区中寻找一个页替换出去，以提供空间给新的页；如果仍然找不到这样的页，就会报错。

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