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  • 磁盘访问时间计算
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    2016-10-21 14:15:45

    通常磁盘数据访问时间计算分为三个部分(实际上是四个,但是启动时间不加说明时忽略不计):

    • 寻道时间,也称寻找时间:磁头移动到指定磁道需要的时间
    • 延迟时间:磁头定位到某一磁道的扇区所需要的时间
    • 传输时间:从磁盘读出或者写入经历的时间

    值得强调的是,寻找磁道的时间是最大的影响因子,因此各种调度算法目的都是为了优化寻道的时间。盘面上密密麻麻的同心圆,找到需要的那个想来就很费时间,再加上访问的数据不必在相邻或相近磁道,因此如何降低总的寻道时间是我们关注的重点。

    一旦找磁道的问题得到了解决,那么在道上寻找扇区也不会那么难了。最多是转一圈就可以找到,最少是进到道上就是需要的扇区。因此平均是转半圈的时间。

    而读取磁道上的数据耗时计算,我们通常是简化了的,即读一个磁道的数据耗时就是转动一圈的时间。

    实际上,为了达到这个效果,需要的策略是扇区的交错编号。为什么呢,因为读完一个扇区,就需要一点时间休息调整一下。机器也要缓冲,不能连续不断工作。

    连续编号是指,读取的扇区是0,1,2,3…编号时它们不相邻,隔着一段能够修整好的时间,通常隔一个扇区即可。这样读取一圈磁道需要耗时并不是转一圈的时间,而是两圈。但是我们计算时还是简化了,也不考虑背后的设计逻辑,简单考虑为,可以连续工作。

    背后的设计与妥协可以思考一下,计算本身还是依据简化的模型来。

    因此总的时间可以简单记为:寻道+转半圈寻找扇区+读取。

    看一个例子,这里需要注意的是转速的单位。我们通常用r转/s,但是不排除有些故意挖坑,设置为r s/转。因此要留心。

    已知某磁盘的平均转速是r秒/转,平均寻找时间是T秒,每个磁道可以存储的字节数是N,现在向该磁盘写入b字节的数据,采用随机寻道的方法,每道的所有扇区组成一个簇,其平均访问时间是(r+T)b/N.

    推导:寻道时间已经告知为T, 现在需要读出b字节,随机读写,则需要的磁道数是b/N。
    那么寻道的总时间是:bT/N.
    因为一个道就作为一个簇,不用涉及寻找扇区时间,因此读写总时间就是:rb/N.

    因此总时间就是(r+T)b/N。

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  • 磁盘容量大,价格低,存取速度快,断电信息后不丢失,可随机存取,因此成为计算机系统中最主要的文件存储设备。磁盘系统的可靠性及其I/O速度的高低,将直接影响到文件操作的效率。 1)盘面 磁盘每一个盘片都有两个...

       磁盘容量大,价格低,存取速度快,断电信息后不丢失,可随机存取,因此成为计算机系统中最主要的文件存储设备。磁盘系统的可靠性及其I/O速度的高低,将直接影响到文件操作的效率。

    1)盘面

    磁盘每一个盘片都有两个盘面,即上、下两个盘面,都可以用来存储数据。每一个有效盘面都有一个盘面号。在硬磁盘系统中,盘面号又叫磁头号,因为每一个有效盘面都有一个对应的读写磁头。

    2)磁道、扇区

    下图显示的是一个盘面,盘面中一圈圈灰色同心圆为一条条磁道,从圆心向外画直线,可以将磁道划分为若干个弧段,每个磁道上一个弧段被称之为一个扇区(图示绿色部分)。扇区是磁盘的最小组成单元,通常是512字节。(由于不断提高磁盘的大小,部分厂商设定每个扇区的大小是4096字节)

    3)柱面

    硬盘通常由重叠的一组盘片构成,每个盘面都被划分为数目相等的磁道,并从外缘的“0”开始编号,具有相同编号的磁道形成一个圆柱,称之为磁盘的柱面。

    所以读取磁盘必须要获取这块待读扇区对应的柱面号(cylinder)、磁头号(head)、扇区号(sector)。

    磁盘访问时间=寻道时间+旋转时间+传输时间

    寻道时间:把磁头从当前位置移动到指定的磁道所需要的时间。

    通常表示为:T=m*n+s

    s为启动磁臂的时间;m为移动一条磁道所需要的时间;n为需要移动的磁道数。

    寻道是做直线运动,所耗时间较多,通常为8~12ms。

    旋转时间:欲访问扇区旋转到磁头下面所需要的时间,通常可以认为是半周旋转时间,大约为4ms。

    传输时间:把数据从磁盘读出或向磁盘写入所需要的时间,通常为0.3ms。

    所以可以发现,磁盘访问主要时间是寻道时间。为了能改善磁盘的访问速度,引入了盘块的概念。盘块就是若干个扇区,系统每一次读取磁盘,不是一次性读取一个扇区,而是读取一个盘块(也就是若干个扇区),这样能改进磁盘访问的效率。当然这也有一个缺点,是以空间牺牲来换取时间上的改进,盘块的大小尺寸会造成一些碎片。

    扇区是磁盘最小的物理存储单元,一般而言是每个扇区512B大小,但是操作系统通常不直接管理每一个扇区,而是通过将若干个扇区组成的一个更大的集合来去进行操作管理。这个比扇区更大的集合,在Windows下叫做;在Linux下叫做(block)

     

    展开全文
  • 存储访问时间

    千次阅读 2021-07-16 02:54:28
    存储访问时间,也可以称之为存取时间,是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。具体讲,从一次读操作命令发出到该指令完成,将数据读入数据缓冲寄存器为止所经历的时间[1]。存储访问时间略小于存储周期...

    存储访问时间,也可以称之为存取时间,是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。具体讲,从一次读操作命令发出到该指令完成,将数据读入数据缓冲寄存器为止所经历的时间[1]

    。存储访问时间略小于存储周期。存储访问时间和存储周期反映了主存速度的指标。

    中文名

    存储访问时间

    外文名

    store access time

    学    科

    计算机定    义

    存储器进行一次读或写操作的时间

    有关术语

    存储器

    领    域

    计算机系统

    存储访问时间简介

    编辑

    语音

    存储访问时间是指将信息送入存贮器以及从存贮器中取出信息所需的时间之和。向存贮器请求信息到信息从 存贮器送出所需的时间间隔,称为 读(取)时间;从信息送入存贮器到完成存贮所需的时间间隔,称为写 (存)时间。对于外存贮器,如磁盘、 磁带、磁鼓等,因每次操作时间不等,所以一般用 “平均存取时间”来 描述。

    存储访问时间存储周期

    编辑

    语音

    存储周期,是指对存储器进行连续两次存取操作所需要的最小时间间隔。由于有些存储器在一次存取操作后需要一定的恢复时间,所以通常存取周期大于或等于取数时间。读写周期一般与存储器的类型有关,在一定程度上体现存储器的速度。

    存储访问时间存取周期

    编辑

    语音

    计算机存储器进行一次完整的存取操作所需的全部时间,即存储器进行连续两次存取操作所允许的最短时间间隔。对于破坏性读出的存储器(如磁心存储器),它包括读出时间和读出信息重新写入原来的存储单元所需的时间。

    存取周期又称存储器周期。它是存储器的重要参数,也是电子计算机的重要指标,特别是内存储器,它直接影响电子计算机的速度性能。一台计算机,内存储器的存取周期一般也是中央处理机的节拍周期,中央处理机在存取周期内,从内存储器取出指令,经译码后,若要运算,还要有一个周期从内存储器取出数据。

    人们希望存储器的容量大,能存储和执行大的程序,又希望它的存取周期短,使计算速度快。由于存储器容量大,结构就复杂,存取速度就会慢。所以容量大、周期短不能同时达到,一般计算机内存储器容量小些,速度快些; 外存储器则容量大,弥补内存储器容量的不足。

    存储访问时间存储器

    编辑

    语音

    存储器(Memory)是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备。其概念很广,有很多层次,在数字系统中,只要能保存二进制数据的都可以是存储器;在集成电路中,一个没有实物形式的具有存储功能的电路也叫存储器,如RAM、FIFO等;在系统中,具有实物形式的存储设备也叫存储器,如内存条、TF卡等。计算机中全部信息,包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。有了存储器,计算机才有记忆功能,才能保证正常工作。计算机中的存储器按用途存储器可分为主存储器(内存)和辅助存储器(外存),也有分为外部存储器和内部存储器的分类方法。外存通常是磁性介质或光盘等,能长期保存信息。内存指主板上的存储部件,用来存放当前正在执行的数据和程序,但仅用于暂时存放程序和数据,关闭电源或断电,数据会丢失。

    存储访问时间磁盘存储访问时间

    编辑

    语音

    磁盘设备在工作时以恒定速率旋转。为了读或写,磁头必须能移动到所要求的磁道上,并等待所要求的扇区的开始位置旋转到磁头下,然后再开始读或写数据。故可把对磁盘的访问时间分成以下三部分。

    1) 寻道时间9094aab8bb29c1bffbabcfd00934f406.svg

    这是指把磁臂(磁头)移动到指定磁道上所经历的时间。该时间是启动磁臂的时间 s 与磁头移动 n 条磁道所花费的时间之和,即

    9094aab8bb29c1bffbabcfd00934f406.svg= m × n + s

    其中,m 是一常数,与磁盘驱动器的速度有关。对于一般磁盘,m = 0.2;对于高速磁盘,

    m≤0.1,磁臂的启动时间约为 2 ms。这样,对于一般的温盘,其寻道时间将随寻道距离的

    增加而增大,大体上是 5~30 ms。

    2) 旋转延迟时间2c78d4cb04715ef9f9967ce25ebbb957.svg

    这是指定扇区移动到磁头下面所经历的时间。不同的磁盘类型中,旋转速度至少相差一个数量级,如软盘为 300 r/min,硬盘一般为 7200~15 000 r/min,甚至更高。对于磁盘旋转延迟时间而言,如硬盘,旋转速度为 15000 r/min,每转需时 4 ms,平均旋转延迟时间2c78d4cb04715ef9f9967ce25ebbb957.svg为 2 ms;而软盘,其旋转速度为 300 r/min 或 600 r/min,这样,平均2c78d4cb04715ef9f9967ce25ebbb957.svg为 50~100 ms。

    3) 传输时间7fb487a5eac1bf1f2b4f60ea413265bc.svg

    这是指把数据从磁盘读出或向磁盘写入数据所经历的时间。T t 的大小与每次所读/写的字节数 b 和旋转速度有关:

    其中,r 为磁盘每秒钟的转数;N 为一条磁道上的字节数,当一次读/写的字节数相当于半条

    磁道上的字节数时,7fb487a5eac1bf1f2b4f60ea413265bc.svg2c78d4cb04715ef9f9967ce25ebbb957.svg相同。因此,可将访问时间30754014ff7e5a00f9ec6b2f26057f7c.svg表示为

    504fd92bf619cb36fba9674add7f23a6.svg由上式可以看出,在访问时间中,寻道时间和旋转延迟时间基本上都与所读/写数据的多少无关,而且它通常占据了访问时间中的大头。例如,我们假定寻道时间和旋转延迟时间平均为 20 ms,而磁盘的传输速率为 10MB/s,如果要传输 10 KB 的数据,此时总的访问时间为 21 ms,可见传输时间所占比例是非常小的。当传输 100 KB 数据时,其访问时间也只是 30 ms,即当传输的数据量增大 10 倍时,访问时间只增加约 50%。目前磁盘的传输速率已达 80 MB/s 以上,数据传输时间所占的比例更低。可见,适当地集中数据(不要太零散)传输,将有利于提高传输效率。

    参考资料

    1.

    白中英.计算机组成原理:科学出版社,2010

    展开全文
  • 文章目录一、权限说明二、`文件和文件夹` 权限管理的目录三、完全磁盘访问权限1、手动增删2、和 文件和文件夹 权限相关3、SIP 下 无法用命令 完全磁盘访问 权限4、完全磁盘访问权限 的授权判断 一、权限说明 关于这...


    一、权限说明

    关于这两个权限,没有看到 Apple 给开发者的具体建议。
    根据:https://support.apple.com/zh-cn/guide/mac-help/mh32356/mac,对于用户而言,这两个权限是

    完全磁盘访问权限 : 显示可以访问电脑上所有文件的 App,包括其他 App(例如“邮件”、“信息”、Safari 浏览器和“家庭”)中的数据、时间机器备份中的数据以及此 Mac 上所有用户的部分管理设置。

    文件和文件夹 :显示可以访问此 Mac 上不同位置的文件和文件夹的 App。如果您想要阻止其访问文件和文件夹,请取消选择该 App。


    相关 url 跳转:

    /*
        Privacy_AllFiles 完全磁盘访问权限
        Privacy_Assistive 文件和文件夹
    */
    NSString *urlString = @"x-apple.systempreferences:com.apple.preference.security?Privacy_Assistive";
        [[NSWorkspace sharedWorkspace] openURL:[NSURL URLWithString:urlString]];
    

    二、文件和文件夹 权限

    1、需要授权的目录

    参考自:https://nektony.com/duplicate-finder-free/folders-permission

    在这里插入图片描述


    文件和文件夹 权限,主要针对下面几个文件夹(有其他文件夹希望告知):

    • Desttop Folder 桌面文件夹, ~/Desktop
    • Documents Folder "文稿"文件夹, ~/Documents
    • Downloads Foder 下载文件夹, ~/Downloads
    • Removable Volumes 可移除的宗卷(如 U 盘), 如 /Volumes/SSWD
    • Network Volumes 服务器卷宗

    2、授权动作

    在SIP 开启状态下,应用访问上述文件夹时,将会弹出窗口提示用户授权:

    在这里插入图片描述

    授权结果将会显示在 系统偏好设置 --> 安全性与隐私 --> 隐私 --> 文件和文件夹 中。


    3、不需要授权的目录

    由于不明确具体哪些目录需要授权,所以测试了以下目录,他们均不需要 文件和文件夹 或 完全磁盘访问权限

    • /Applications
    • ~
    • ~/Library
    • ~/Library/Containers
    • ~/Library/WebKit
    • ~/Library/QuickTime 可以读到数据
    • ~/Pictures
    • ~/Music
    • ~/Library/Mobile Documents
    • ~/Library/Mobile\ Documents/com\~apple\~ScriptEditor2/Documents

    三、完全磁盘访问权限

    1、手动增删

    可以在偏好设置面板中,手动添加和删除应用。

    点击添加,会打开文件夹,来选择。

    在这里插入图片描述


    2、和 文件和文件夹 权限相关

    拥有完全磁盘访问权限,在文件和文件夹 中,也会显示出来。

    已经授权,完全磁盘访问权限,则访问 桌面等,不会再继续要求授权。

    在这里插入图片描述


    3、SIP 下 无法用命令 完全磁盘访问 权限

    1)tccutil reset all com.ms.VideoEditDemo


    2)

    $ tccutil reset AllFiles
    tccutil: Failed to reset database
    
    $ tccutil reset Assistive
    tccutil: Failed to reset database
    

    以上命令均无法像 移除麦克风权限一样移除 完全磁盘访问权限 和 文件夹权限。手动移除是最好的方式。

    非 SIP 待测试。


    4、完全磁盘访问权限 的授权判断

    provided by @HsiangHo

    typedef NS_ENUM(NSUInteger, FDAAuthorizationStatus) {
        FDAAuthorizationStatusNotDetermined = 0,
        FDAAuthorizationStatusDenied,  
        FDAAuthorizationStatusAuthorized
    } NS_SWIFT_NAME(AuthorizationStatus);
    
    NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
    
    @interface FullDiskAccessAuthorizer : NSObject
    
    + (instancetype)sharedInstance;
    - (FDAAuthorizationStatus)authorizationStatus;
    - (void)requestAuthorization;
    
    @end
    
    
    
    #import "FullDiskAccessAuthorizer.h"
    #import <pwd.h>
    #import <Cocoa/Cocoa.h>
    
    static FullDiskAccessAuthorizer *instance;
    @implementation FullDiskAccessAuthorizer
    
    + (instancetype)sharedInstance {
        @synchronized (self) {
            if(nil == instance) {
                instance = [[FullDiskAccessAuthorizer alloc] init];
            }
            return instance;
        }
    }
    
    - (FDAAuthorizationStatus)authorizationStatus {
        
        NSString *userHomePath = NSHomeDirectory();
        
        BOOL isSandboxed = (nil != NSProcessInfo.processInfo.environment[@"APP_SANDBOX_CONTAINER_ID"]);
        
        NSLog(@"isSandboxed : %d",isSandboxed);
        
        if (isSandboxed)
        {
            struct passwd *pw = getpwuid(getuid());
            assert(pw);
            userHomePath = [NSString stringWithUTF8String:pw->pw_dir];
        }
    
        NSString *path = [userHomePath stringByAppendingPathComponent:@"Library/Safari"];
        
        NSLog(@"userHomePath : %@, path : %@",userHomePath,path);
        
        BOOL fileExists = [[NSFileManager defaultManager] fileExistsAtPath:path];
        NSArray<NSString *> *paths = [[NSFileManager defaultManager] contentsOfDirectoryAtPath:path error:nil];
        
        NSLog(@"paths : %@",paths);
        
        if (paths == nil && fileExists){
            return FDAAuthorizationStatusDenied;
        } else if (fileExists) {
            return FDAAuthorizationStatusAuthorized;
        } else {
            return FDAAuthorizationStatusNotDetermined;
        }
    }
    
    - (void)requestAuthorization {
        if (@available(macOS 10.14, *)){
            [[NSWorkspace sharedWorkspace] openURL:[NSURL URLWithString:@"x-apple.systempreferences:com.apple.preference.security?Privacy_AllFiles"]];
        }
    }
    
    @end
    

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对于磁盘的访问时间