datorsystem 1 & datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007
DESCRIPTION
Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007. Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007. Volatile (flyktig) Data finns inte kvar efter det att strömmen slagits av. Non-volatile (Icke-flyktig/beständig) - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/1.jpg)
Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007
![Page 2: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/2.jpg)
![Page 3: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/3.jpg)
Volatile (flyktig)
Data finns inte kvar efter det att strömmen slagits av.
Non-volatile (Icke-flyktig/beständig)
Data finns kvar även efter det att strömmen slagits av.
![Page 4: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/4.jpg)
Thomas Alva Edison (1847-1931)
Edisons första glödlampa, som han visade upp för världen 1879.
![Page 5: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/5.jpg)
Vakumröret bygger på den sk Edison effekten -- elektrisk ström kan färdas i gas eller vakum (1883).
![Page 6: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/6.jpg)
När en ström går genom katoden blir den varm och avger elektroner innuti vakumröret.
De frigjorda elektroderna dras till den possitivt laddade anoden och det uppstår en ström av elektroner från katod till anod.
![Page 7: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/7.jpg)
En enkel dator konstruerad av vakumrör (IBM 1946). Maskinen klarar av att multiplicera två 10-siffriga tal 40 ggr/s.
![Page 8: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/8.jpg)
ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) togs i bruk 1946 av amerikanska armén. Syftet var att räkna ut tabeller med balistiska banor för olika typer av projektiler.
Det gick åt nästan 18.000 vakumrör för att konstruera ENIAC. För att koppla samman hela härligheten behövdes det mer än 5 miljoner lödningar!!
![Page 9: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/9.jpg)
The vacuum tube looks and behaves very much like a light bulb; it generates a lot of heat and has a tendency to burn out.
Also, it is slow, big and bulky.
![Page 10: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/10.jpg)
Bell Labs 16 December 1947
A result from their war-time efforts to produce extremely pure germanium "crystal" mixer diodes, used in radar units as a frequency mixer element in microwave radar receivers.
![Page 11: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/11.jpg)
![Page 12: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/12.jpg)
![Page 13: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/13.jpg)
![Page 14: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/14.jpg)
En kondensator (Capacitor) är som en läckande hink med vatten.
Kondensatorn fylls på med elektroner och laddas därmed upp.
Efter en tid "rinner" ellektronerna ut och kondensatorn tappar sin laddning.
![Page 15: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/15.jpg)
DRAM ≈ 1966
![Page 16: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/16.jpg)
A B Q0 0 00 1 01 0 01 1 1
A Q0 11 0
Flipp-Flopp
![Page 17: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/17.jpg)
Input Data D
Enable E
Noll på ena ingången gör att AND alltid ger 0 och NAND alltid 1
0
1
0
1
1
0
1
![Page 18: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/18.jpg)
Oavsett värde på D minns kretsen det gamla värdet på Q =
0
1
0
1
1
0
?
0
1
Vad händer om vi ändrar E till 0?
![Page 19: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/19.jpg)
Noll på ena ingången gör att AND alltid ger 0 och NAND alltid 1
1
1
1
0
0
1
Hur funkar det med D = 1...
0
![Page 20: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/20.jpg)
Oavsett värde på D minns kretsen det gamla värdet på Q =
1
1
1
0
0
101
?
Och nu ändrar vi E till 0
![Page 21: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/21.jpg)
0
1
0
1
1
0
1
1
1
0
0
1
Om vi ändrar till E=0 kommer Q att "minnas" det föregående värdet på D (som lagrades i enable-fasen) oavsett om värdet på D ändras.
SRAM
Om E=1 blir Q == D.
![Page 22: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/22.jpg)
Volatile (flyktig)
SRAM och DRAM
Non-volatile (Icke-flyktig/beständig).
Vill ju ha kvar vårt data även efter det att strömen slås av...
![Page 23: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/23.jpg)
![Page 24: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/24.jpg)
![Page 25: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/25.jpg)
![Page 26: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/26.jpg)
• Speed 10000 RPM• Seek Time 6ms• Transfer time 50MB/s• Controler overhead 0.2ms
Hur lång tid tar det att skriva/läsa en 512 Byte stor sektor?
![Page 27: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/27.jpg)
Kan vi lita på vårt minne?Dependability
![Page 28: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/28.jpg)
Ett mått på hur länge nått fungerar utan avbrott…
MTTF (Mean Time To Failure)
MTTR (Mean Time To Repair)
MTBF (Mean Time Between Failures = MTTF + MTTR
Reliablity – tillförlitlighet
![Page 29: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/29.jpg)
Ett mått på hur tillgänglig en tjänst är…
Availability = MTTF MTTF + MTTR
Availability - tillgänglighet
![Page 30: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/30.jpg)
Fault
• Failure avser ett helt system• Fault avser en komponent i systememet.
Fault AvoidanceFault toleranceFault forecasting
Availability ökar MTTF ökarFault Tolerance
![Page 31: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/31.jpg)
Hur kan vi förbättra tillförlitligheten och tillgängligheten vid lagring på hårddisk?
![Page 32: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/32.jpg)
Striping
Sprid data över flera diskar.
Möjliggör parallell åtkomst... vilket kan ge ökad prestanda.
RAID 0
![Page 33: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/33.jpg)
MIRRORING
Skriv samma data på flera ställen.
Extra säkerhet till följd av Redundans (överskott) i hårdvara.
RAID 1
Redundant Array of Inexpensive
Disks
![Page 34: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/34.jpg)
Bit-Interleaved ParityRAID 3
Protection Groups Check DisksSpara endast tillräckligt med redundant information så att vi kan återskapa data om något går fel.
![Page 35: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/35.jpg)
Raid 3
Disk 1 Disk 2 Disk 3 Parity Disk00000111 00000101 0000000 00000010
XOR
00000101
00000111
00000101
00000000
00000010 XOR
![Page 36: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/36.jpg)
Raid 3
Disk 1 Disk 2 Disk 3 Parity Disk00000111 00000101 0000000 00000010
10010110
10010100
W
W
XORR
RR
![Page 37: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/37.jpg)
Raid 4Disk 1 Disk 2 Disk 3 Parity Disk
00000111 00000101 0000000 00000010
W
Disk 1 Disk 2 Disk 3 Parity Disk
00000111 00000101 10010110 10010100
R R
efter
före
W
10010110
![Page 38: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/38.jpg)
Denna disk måste uppdateras för alla skriviningar till något block på någon av data-diskarna.
Kan skriva samtidigt till olika block så länge paritets-blocket inte lagras på samma disk.
Distributed Block-Interleaved Parity
![Page 39: Datorsystem 1 & Datorarkitektur 1 – föreläsning 6 tisdag 6 november 2007](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022020309/56815085550346895dbe8294/html5/thumbnails/39.jpg)
Uppskattningsvis 80% av alla servrar använder någon form av RAID-system. Vanligast är RAID 1 och RAID 5.
Hot-Swapping är bara sååå coolt!