Übung 3 Flashcards
Speichermedien
Ein mit 1 GHz getaktetes System will von einer Festplatte Daten lesen. Die Festplatte benötigt einige Zeit um die Daten zu lesen und für die Übertragung bereit zu stellen. Eine Interrupt-Routine benötigt jeweils 240 Zyklen, Polling benötigt jeweils 50 Zyklen. Ab dem wievielten Polling wäre die Interrupt-Routine effizienter?
- 1GHZ, polling 50, ISR 240
- Die 1 GHz bzw. die Taktrate kann man ignorieren
- Gesucht: min(x)|x aus den ganzen Zahlen, 50x > 240
- -> x = 5
- Ab dem 5. Polling wäre die ISR effizienter
Speichermedien
Wie groß ist die Gesamtkapazität einer Festplatte mit 512 Byte/Sektor, 63 Sektoren/Spur, 11724 Zylindern und 8 Köpfen.
Geben Sie das Ergebnis in MiB ohne Nachkommastellen an.
- Gesamtkapazität einer Festplatte berechnen
- b Byte/Sektor, s Sektoren/Spur, z Zylinder, k Köpfen
- 1024 Byte/KiB * 1024 KiB/MiB –> MiB = 1.048.576 Byte
- (b * s * z * k)/MiB
- Rechnung:
- (512 * 63 * 11724 * 8)/1.048.576 Byte
- = 2.885 MiB
Speichermedien
Wie hoch ist die maximal mögliche Lesegeschwindigkeit einer Festplatte mit 512 Byte/Sektor, 63 Sektoren/Spur, 11724 Zylindern und 8 Köpfen und 7200 U/min. Dabei ist zu beachten, dass die Festplatte über einen Zwischenspeicher verfügt in welchen die Köpfe parallel buffern können.
Geben Sie das Ergebnis in MiB/s ohne Nachkommastellen an.
- Maximale Lesegeschwindigkeit einer Festplatte berechnen
- b Byte/Sektor, s Sektoren/Spur, z Zylinder(Spur/Kopf), k Köpfen, u U/min
- 1024 Byte/KiB * 1024 KiB/MiB –> MiB = 1.048.576 Byte
- Formel: (b * s * k* u)/MiB
- (512 * 63 * 8 * 7200)/1.048.756
- 7200 in Sekunden umwandeln -> 120 U/s
- (512 * 63 * 8 * 120)/1.048.756
- Ergebnis = 29
Speichermedien
Gegeben sei eine Festplatte mit 64 Sektoren pro Spur und einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 7200 U/min. Unter der Annahme, dass der Kopf schon auf der richtigen Spur positioniert ist, wie lange dauert es im Mittel, bis ein angeforderter Block gelesen werden kann.
Geben Sie das Ergebnis in Millisekunden mit 2 Nachkommastellen an.
- Dauer bis ein angeforderter Block gelesen werden kann in ms
- 64 Sektoren pro Spur, 7200 U/min
- 7200 U/min in ms umwandeln
- 7200 : 60 : 1000 = 0,12 U/ms
- n = 0,12 U/ms
- Formel verwenden: (1/n * U/ms) * 1/2 U
- (1/0,12 U/ms) * 1/2 U = 8,33 ms / 2
- 8,33 ms / 2 = 4,16 ms
Speichermedien
Die äußere Spur 0 einer Festplatte hat einen Durchmesser von 8cm, die innerste Spur 36480 einen Durchmesser von 4cm. Zur Vereinfachung nehmen wir an, dass sich der Kopf mit einer konstanten Geschwindigkeit von 2m/s bewegt. Die Festplatte rotiert mit 7200 U/min, die Lesezeit der Sektoren ist zu vernachlässigen. Wie lange dauert ein Spurwechsel von Spur 0 auf Spur 36480?
Geben Sie die Antwort in Millisekunden ohne Nachkommastellen an.
- Spurwechsel berechnen
- Durchmesser 8 cm bei äußerster Spur 0
- Durchmesser 4 cm bei innerster Spur 36480
- (Spur 0 - Spur 36480) * 1/2
- (8 cm - 4 cm) * 1/2 = 2 cm
- Kopf hat eine konstante Geschwindigkeit von 2m/s
- (2 cm) / (2 m/s)
- = (2 cm) / (200 cm/s)
- = 1/100 s = 10 ms
Speichermedien
Der Kopf einer Festplatte befindet sich auf Spur 8000. Er bekommt den Befehl, Sektoren zu lesen, die sich auf den Spuren 15000, 4000, 35000, 0, 30000 und 16000 befinden. Wie lange dauert es alle Sektoren zu lesen, wenn sich der Kopf mit 2 m/s bewegt und der Abstand zwischen Spur 0 und Spur 40000 2cm beträgt. Die Lese- und Rotationsgeschwindigkeit ist zu vernachlässigen, sodass nur die Positionierung des Kopfes berechnet wird.
- Geben Sie die Zeit in ms für den FIFO-Algorithmus an.
Runden Sie das Ergebnis auf zwei Nachkommastellen.
- Beim FIFO Algorithmus muss man die gegebenen Sektoren aufsteigend sortiert aufschreiben.
- Am Anfang ist N = 8000, da sich dort der Kopf befindet
- Man fängt beim mittleren Sektor an und erhält |N - 15000| = |8000 - 15000|
- Man bewegt sich zum linken Sektor und addiert die Differenz 11000.
- Man addiert immer die DIfferenz zwischen den alten und neuem Sektor.
- Man bewegt sich nach der Reihenfolge der Sektoren.
- -> |8000-15000| + (11000 + 31000 + 35000 + 30000 +14000)
- -> 7000 + 121000 = 128000
- Das Ergebnis muss durch 40k Spuren geteilt werden und mit der Zeit der Spuren multipliziert werden.
- (128000 / 40000) * 10 ms = 32 ms
Speichermedien
Der Kopf einer Festplatte befindet sich auf Spur 8000. Er bekommt den Befehl, Sektoren zu lesen, die sich auf den Spuren 15000, 4000, 35000, 0, 30000 und 16000 befinden. Wie lange dauert es alle Sektoren zu lesen, wenn sich der Kopf mit 2 m/s bewegt und der Abstand zwischen Spur 0 und Spur 40000 2cm beträgt. Die Lese- und Rotationsgeschwindigkeit ist zu vernachlässigen, sodass nur die Positionierung des Kopfes berechnet wird.
- Geben Sie die Zeit bis zum lesen aller Sektoren in ms für den Fahrstuhl-Algorithmus an (Die letzte Kopfbewegung in Richtung Spur 40000).
Runden Sie das Ergebnis auf zwei Nachkommastellen.
- Man muss die letzte Kopfbewegung in Richtung Spur 40000 beachten.
- Die wäre 35000
- Das bedeutet Kopf + 35000
- = 8000 + 35000 = 43000
- (43000 / 40000) * 10 ms = 43/40 * 10 ms = 10,75 ms
Speichermedien
Der Kopf einer Festplatte befindet sich auf Spur 12000. Er bekommt den Befehl, Sektoren zu lesen, die sich auf den Spuren 15000, 4000, 35000, 0, 30000 und 16000 befinden. Wie lange dauert es alle Sektoren zu lesen, wenn sich der Kopf mit 2 m/s bewegt und der Abstand zwischen Spur 0 und Spur 40000 2cm beträgt. Die Lese- und Rotationsgeschwindigkeit ist zu vernachlässigen, sodass nur die Positionierung des Kopfes berechnet wird.
- Geben Sie die Zeit in ms für den Shortest-Seek-First-Algorithmus an.
Runden Sie das Ergebnis auf zwei Nachkommastellen.
- SSF entscheidet nach jedem Lesevorgang neu
- Wählt immer den aktuell nächstgelegenen “Auftrag”
- Schreibe die Sektoren nacheinander auf
- N ist gleich 12000
- Fange bei |N - 15000| an
- Gehe dann zum Sektor mit der niedrigsten Differenz
- -> |12000 - 15000| + (1000 + 12000 + 4000 + 30000 + 5000)
- = (3000 + 52000) = 55000
- Das Ergebnis muss durch 40k Spuren geteilt werden und mit der Zeit der Spuren multipliziert werden.
- (55000/40000) * 10 ms = 1,375 * 10 ms = 13,75 ms
Speichermedien
Audio-CDs nehmen Musik in Stereo mit 16 Bit Genauigkeit und einer Abtastrate von 44,1 kHz auf. Ein Sektor hat in Modus 2, Form 2 eine Größe von 2324 Bytes. Wie lang in Millisekunden ist ein Aussetzer, sollte einer der Sektoren nicht lesbar sein? Runden Sie das Ergebnis auf eine Nachkommastelle.
- Abtastrate 44,1 kHz, Modus 2, Form 2, Größe von 2324 Bytes
- Datenrate: Hz * Byte * Channel = Byte/s
- Datenrate: 44.100 Hz * 2 Byte * 2 Channel = 176400 Byte/s
- Aussetzer berechnen: Bytes/Datenrate * 1000
- (2324 Bytes)/(176400 Byte/s) * 1000
- 0,0131746 s * 1000 = 13,17 ms
