SYSTEMY OPERACYJNE

1. SYSTEMY OPERACYJNE Więcej niż jeden system operacyjny na stanowisku komputerowym W niektórych przypadkach istnieje potrzeba zainstalowania kilku systemów operacyjnych na jednym dysku komputera osobistego; wymaga to specjalnego przygotowania struktur, partycji. Jeżeli będą to dwa systemy z rodziny Windows NT, wystarczy systemowy menedżer dysków. W sytuacji instalowania Windowsa z Linuksem potrzebne będzie dodatkowe oprogramowanie, szczególnie gdy Linux jest już na dysku, a doinstalowany zostanie Windows.

2. SYSTEMY OPERACYJNE Tworzenie partycji i dysków logicznych Wraz z pojawieniem się systemu Windows 2000 za obsługę pamięci dyskowych w sy­stemach Windows odpowiedzialny stał się mechanizm zwany menedżerem dysków lo­gicznych (ang. Logical Disk Manager — LDM) (zaimplementowany również w nowszych systemach: Windows XP, Windows Vista i Windows 7). LDM umożliwia klasyczny sposób partycjonowania z zastosowaniem dysków podstawowych (ang. basie disks) znanych z (ang. dynamie disks). Zastosowanie dysku podstawowego jest możliwe dzięki tradycyjnemu podziałowi dysku twardego na partycje (ang. partitions). Można wykorzystać partycje podstawowe (ang. primary partitions) oraz partycje rozszerzone (ang. extendedpartitions), na bazie których mogą być tworzone dyski logiczne (ang. logical drive) .

3. SYSTEMY OPERACYJNE Tworzenie partycji i dysków logicznych

4. SYSTEMY OPERACYJNE Tworzenie partycji i dysków logicznych Dyski dynamiczne umożliwiają tworzenie woluminów (ang. volumes) wprowadzających : udogodnienia, których nie gwarantują klasyczne partycje, np. dublowanie czy rozsze­rzanie. Na dysku dynamicznym można utworzyć do 2000 woluminów. W systemie Windows mogą być dostępne (w zależności od wersji systemu) następujące ich typy: Prosty. Wykorzystuje miejsce na jednym fizycznym dysku twardym. Łączony. Wolumin może być utworzony na wolnym miejscu łącznie do 32 dysków twardych (nie można użyć opcji dublowania). Rozłożony. Umożliwia przeplatanie danych na co najmniej dwóch dyskach (nie — można użyć opcji dublowania). Dublowany. Wolumin, którego kopia znajduje się na innym dysku twardym (nie można użyć opcji rozszerzania). Zwiększa bezpieczeństwo przechowywanych danych. RAID-5. Umożliwia rozłożenie danych na trzech lub więcej dyskach; dane dotyczące parzystości również są rozkładane na kilka dysków. Zwiększa niezawodność przechowywania danych.

5. SYSTEMY OPERACYJNE Tworzenie partycji i dysków logicznych Zainstalowanie większej liczby systemów wymaga zmniejszenia lub przesunięcia istnie­jących partycji bez naruszania spójności danych na woluminach z dotychczasowymi OS. Do zmiany struktury woluminów na dysku można wykorzystać narzędzia systemowe, jednak w niektórych przypadkach niezbędne jest użycie dodatkowego oprogramowania.

6. SYSTEMY OPERACYJNE Przystawka MMC Zarządzanie dyskami (Windows XP)

7. SYSTEMY OPERACYJNE Menedżer dysków systemu Windows • Narzędzie umożliwia tworzenie nowych partycji, usuwanie istniejących, a w wersji dla systemów Windows Vista i Windows 7 — zmniejszanie partycji, np. poprzez utworzenie miejsca na wolumin dla drugiego systemu. Partycja może zostać zmniejszona jedynie do miejsca, w którym znajdują się dane; diskmgmt nie potrafi przenosić plików podczas zmiany rozmiaru woluminu. • Praktyczna porada • W celu zmniejszenia partycji i utworzenia na wolnym obszarze dodatkowego woluminu należy wykonać czynności (Windows Vista, Windows 7) • Najechać kursorem na partycję przeznaczoną do zmniejszenia i nacisnąć prawy przycisk myszy w celu uruchomienia menu kontekstowego. • Z menu kontekstowego wybrać opcję Zmniejsz wolumin, podać nowy rozmiar par­tycji i zatwierdzić go przyciskiem Zmniejsz. • Najechać kursorem na obszar Nieprzydzielony dysku, uruchomić menu kontekstowe, a następnie wybrać opcję Nowy wolumin prosty. • Pojawi się Kreator nowych woluminów prostych, który pozwala określić wielkość woluminu, przypisać literę, wybrać system plików (FAT, FAT32, NTFS), określić wielkość jednostki alokacji, nadać etykietę oraz sformatować i zaszyfrować partycję.

8. SYSTEMY OPERACYJNE Rysunek . Zmniejszenie i utworzenie partycji (Windows 7) Jeżeli na dysku znajduje się partycja podstawowa, kreator automatycznie utworzy par­tycję rozszerzoną z dyskiem logicznym. W systemach Windows dostępne jest potężne narzędzie tekstowediskpart pozwa­lające wykonywać operacje na dyskach i partycjach.

9. SYSTEMY OPERACYJNE Menedżer dysków systemu Windows Aby uruchomić program, w konsoli CMD lub w Uruchom menu Start należy wprowadzić: diskpart Uruchomi się konsola tekstowa ze znakiem zachęty DISKPART> umożliwiająca wprowadzanie poleceń programu; w celu wyświetlenia listy dostępnych opcji należy wprowadzić polecenie help.

10. SYSTEMY OPERACYJNE RAID • RAID (ang. RedundantArray of Independent Disks, • Nadmiarowa macierz niezależnych dysków) – polega na współpracy dwóch lub więcej dysków twardych w taki sposób, aby zapewnić dodatkowe możliwości, nieosiągalne przy użyciu jednego dysku jak i kilku dysków podłączonych jako oddzielne. • RAID używa się w następujących celach: • zwiększenie niezawodności (odporność na awarie), • zwiększenie wydajności transmisji danych, • powiększenie przestrzeni dostępnej jako jedna całość. • Podczas projektowania macierzy RAID uwzględniane są różnorodne zastosowania pamięci masowej w systemach komputerowych. Przeznaczenie macierzy implikuje wybór odpowiednich technologii w zakresie dysków, kontrolerów, pamięci podręcznej, sposobu przesyłania danych oraz poziomu niezawodności (odpowiedniej nadmiarowości/redundancji podzespołów i połączeń). W macierzach RAID stosuje się wszystkie produkowane obecnie rodzaje dysków twardych: ATA (wycofane), SATA, SCSI (wycofane), SAS, Fibre Channel. Dominują jednak rozwiązania oparte na serwerowych wersjach SATA, SAS i FC. Rośnie udział dysków SSD w rozwiązaniach wymagających krótkiego czasu dostępu do rozproszonych danych.

11. SYSTEMY OPERACYJNE Standardowe poziomy RAID

12. SYSTEMY OPERACYJNE Standardowe poziomy RAID • RAID 0 (STRIPING) • Polega na połączeniu ze sobą dwóch lub więcej dysków fizycznych tak, aby były widziane jako jeden dysk logiczny. Powstała w ten sposób przestrzeń ma rozmiar taki jak N*rozmiar najmniejszego z dysków. Dane są przeplecione pomiędzy dyskami. Dzięki temu uzyskuje się znaczne przyśpieszenie operacji zapisu i odczytu ze względu na równoległe wykonywanie operacji na wszystkie dyski w macierzy. Warunkiem uzyskania takiego przyśpieszenia jest operowanie na blokach danych lub sekwencjach bloków danych większych niż pojedynczy blok danych macierzy RAID 0 – ang. stripe unit size. • Korzyści: • przestrzeń wszystkich dysków jest widziana jako całość, • przyspieszenie zapisu i odczytu w porównaniu do pojedynczego dysku. • Wady: • brak odporności na awarię dysków, • N*rozmiar najmniejszego z dysków (zwykle łączy się jednakowe dyski), • zwiększenie awaryjności. Awaria pojedynczego dysku powoduje utratę wolumenu, a szansa na awarię jednego z N dysków rośnie wraz z N.

13. SYSTEMY OPERACYJNE Standardowe poziomy RAID Przykład 1 Trzy dyski po 500 GB zostały połączone w RAID 0. Powstała przestrzeń ma rozmiar 1,5 TB. Szybkość zapisu i odczytu jest prawie trzykrotnie większa niż na pojedynczym dysku. Sumaryczna szybkość jest 3-krotnością szybkości najwolniejszego z dysków, gdyż kontroler raid podczas zapisu/odczytu musi poczekać na najwolniejszy dysk. Stąd też sugeruje się stosowanie dysków o identycznej szybkości i pojemności. Przykład 2 Trzy dyski: 160 GB, 500 GB i 80 GB zostały połączone w RAID 0. Powstała w ten sposób przestrzeń ma rozmiar taki jak N*rozmiar najmniejszego z dysków, czyli 3·80 GB = 240 GB. Szybkość jest ograniczona szybkością najwolniejszego dysku, analogicznie do poprzedniego przykładu.

14. SYSTEMY OPERACYJNE Standardowe poziomy RAID Zastosowanie RAID 0 Rozwiązanie do budowy tanich i wydajnych macierzy, służących do przetwarzania dużych plików multimedialnych. Przechowywanie danych na macierzy RAID 0 wiąże się jednak ze zwiększonym ryzykiem utraty tych danych – w przypadku awarii jednego z dysków tracimy wszystkie dane. Podobne korzyści kosztem mniejszej wydajności możemy uzyskać stosując technologię LVM, która charakteryzuje się mniejszym ryzykiem utraty danych – w przypadku awarii jednego z dysków istnieje teoretyczna możliwość odzyskania danych znajdujących się na sprawnym dysku, gdyż – w przeciwieństwie do RAID 0 – LVM nie przeplata danych pomiędzy wieloma dyskami.

15. SYSTEMY OPERACYJNEStandardowe poziomy RAID • RAID 1 (lustrzany) • Polega na replikacji pracy dwóch lub więcej dysków fizycznych. Powstała przestrzeń ma rozmiar najmniejszego nośnika. RAID 1 jest zwany również lustrzanym (ang. mirroring). Szybkość zapisu i odczytu zależy od zastosowanej strategii: • Zapis: • zapis sekwencyjny na kolejne dyski macierzy – czas trwania operacji równy sumie czasów trwania wszystkich operacji • zapis równoległy na wszystkie dyski macierzy – czas trwania równy czasowi trwania operacji na najwolniejszym dysku • Odczyt: • odczyt sekwencyjny z kolejnych dysków macierzy (ang. round-robin) – przy pewnej charakterystyce odczytów możliwe osiągnięcie szybkości takiej jak w RAID 0 • odczyt wyłącznie ze wskazanych dysków – stosowane w przypadku znacznej różnicy w szybkościach odczytu z poszczególnych dysków

16. SYSTEMY OPERACYJNEStandardowe poziomy RAID • RAID 1 (lustrzany) • Korzyści: • odporność na awarię N – 1 dysków przy N-dyskowej macierzy • możliwe zwiększenie szybkości odczytu • możliwe zmniejszenie czasu dostępu • Wady: • możliwa zmniejszona szybkość zapisu • utrata pojemności (całkowita pojemność jest taka jak pojemność najmniejszego dysku)

17. SYSTEMY OPERACYJNEStandardowe poziomy RAID • RAID 1 (lustrzany) • Korzyści: • odporność na awarię N – 1 dysków przy N-dyskowej macierzy • możliwe zwiększenie szybkości odczytu • możliwe zmniejszenie czasu dostępu • Wady: • możliwa zmniejszona szybkość zapisu • utrata pojemności (całkowita pojemność jest taka jak pojemność najmniejszego dysku) • Przykład • Trzy dyski po 250GB zostały połączone w RAID 1. Powstała w ten sposób przestrzeń ma rozmiar 250 GB. Jeden lub dwa dyski w pewnym momencie ulegają uszkodzeniu. Cała macierz nadal działa.

18. SYSTEMY OPERACYJNEStandardowe poziomy RAID • RAID 2 • Dane na dyskach są paskowane. Zapis następuje po 1 bicie na pasek. Potrzebujemy minimum 8 powierzchni do obsługi danych oraz dodatkowe dyski do przechowywania informacji generowanych za pomocą kodu Hamminga potrzebnych do korekcji błędów. Liczba dysków używanych do przechowywania tych informacji jest proporcjonalna do logarytmu liczby dysków, które są przez nie chronione. Połączone dyski zachowują się jak jeden duży dysk. Dostępna pojemność to suma pojemności dysków przechowujących dane. • Korzyści: • każdy dowolny dysk (zarówno z danymi jak i z kodem Hamminga) może w razie uszkodzenia zostać odbudowany przez pozostałe dyski • Wady: • konieczność dokładnej synchronizacji wszystkich dysków zawierających kod Hamminga (w przeciwnym wypadku dezorganizacja i całkowita nieprzydatność tych dysków) długotrwałe generowanie kodu Hamminga przekładające się na wolną pracę całego systemu

19. SYSTEMY OPERACYJNEStandardowe poziomy RAID • RAID 3 • Dane składowane są na N-1 dyskach. Ostatni dysk służy do przechowywania sum kontrolnych. Działa jak striping (RAID 0), ale w macierzy jest dodatkowy dysk, na którym zapisywane są kody parzystości obliczane przez specjalny procesor. • Korzyści: • odporność na awarię 1 dysku • zwiększona szybkość odczytu • Wady: • zmniejszona szybkość zapisu z powodu konieczności kalkulowania sum kontrolnych (eliminowana poprzez zastosowanie sprzętowych kontrolerów RAID) • w przypadku awarii dysku dostęp do danych jest spowolniony z powodu obliczeń sum kontrolnych • odbudowa macierzy po wymianie dysku jest operacją kosztowną obliczeniowo i powoduje spowolnienie operacji odczytu i zapisu • pojedynczy, wydzielony dysk na sumy kontrolne zazwyczaj jest wąskim gardłem w wydajności całej macierzy

20. SYSTEMY OPERACYJNEStandardowe poziomy RAID • RAID 3 • Przykład • Pięć dysków po 250GB zostało połączonych w RAID 3. Powstała w ten sposób przestrzeń ma rozmiar 1TB (250 GB zarezerwowane na sumy kontrolne). Jeden dysk w pewnym momencie ulega uszkodzeniu. Cała macierz nadal działa. Po włożeniu nowego dysku na miejsce uszkodzonego jego zawartość odtwarza się.

21. SYSTEMY OPERACYJNEStandardowe poziomy RAID • RAID 4 • RAID 4 jest bardzo zbliżony do RAID 3, z tą różnicą, że dane są dzielone na większe bloki (16, 32, 64 lub 128 kB). Takie pakiety zapisywane są na dyskach podobnie do rozwiązania RAID 0. Dla każdego rzędu zapisywanych danych blok parzystości zapisywany jest na dysku parzystości. • Przy uszkodzeniu dysku dane mogą być odtworzone przez odpowiednie operacje matematyczne. Parametry RAID 4 są bardzo dobre dla sekwencyjnego zapisu i odczytu danych (operacje na bardzo dużych plikach). Jednorazowy zapis małej porcji danych potrzebuje modyfikacji odpowiednich bloków parzystości dla każdej operacji I/O. • W efekcie, za każdym razem przy zapisie danych system czekałby na modyfikacje bloków parzystości, co przy częstych operacjach zapisu bardzo spowolniłoby pracę systemu. • .

22. SYSTEMY OPERACYJNEStandardowe poziomy RAID RAID 5 Poziom piąty pracuje bardzo podobnie do poziomu czwartego z tą różnicą, iż bity parzystości nie są zapisywane na specjalnie do tego przeznaczonym dysku, lecz są rozpraszane po całej strukturze macierzy. RAID 5 umożliwia odzyskanie danych w razie awarii jednego z dysków przy wykorzystaniu danych i kodów korekcyjnych zapisanych na pozostałych dyskach (zamiast tak jak w 3. na jednym specjalnie do tego przeznaczonym, co nieznacznie zmniejsza koszty i daje lepsze gwarancje bezpieczeństwa). RAID 5 oferuje większą prędkość odczytu niż lustrzany (ang. mirroring) ale przy jego zastosowaniu nieznacznie spada prędkość zapisu. Poziom piąty jest bezpieczny dla danych – w razie awarii system automatycznie odbuduje utracone dane, tak by mogły być odczytywane, zmniejszając jednak bieżącą wydajność macierzy. Spowolnienie ma charakter przejściowy, zaś jego czas zależy od obciążenia macierzy i pojemności dysku. Po zamontowaniu nowego dysku i odbudowaniu zawartości dysku wydajność macierzy wraca do normy. Macierz składa się z 3 lub więcej dysków. Przy macierzy liczącej N dysków jej objętość wynosi N – 1 dysków. Przy łączeniu dysków o różnej pojemności otrzymujemy objętość najmniejszego dysku razy N – 1. Sumy kontrolne danych dzielone są na N części, przy czym każda część składowana jest na innym dysku, a wyliczana jest z odpowiedniego fragmentu danych składowanych na pozostałych N-1 dyskach.

23. SYSTEMY OPERACYJNEStandardowe poziomy RAID • RAID 5 • Korzyści: • odporność na awarię jednego dysku • zwiększona szybkość odczytu – porównywalna do macierzy RAID 0 złożonej z N-1 dysków • Wady: • zmniejszona szybkość zapisu z powodu konieczności kalkulowania sum kontrolnych (eliminowana poprzez zastosowanie sprzętowego kontrolera RAID5) • w przypadku awarii dysku dostęp do danych jest spowolniony z powodu obliczeń sum kontrolnych • odbudowa macierzy po wymianie dysku jest operacją kosztowną zarówno w sensie obliczeniowym jak i I/O, co powoduje spowolnienie operacji odczytu i zapisu. Wraz ze wzrostem pojemności pojedynczego dysku staje się to coraz większym problemem, gdyż rosnący czas odbudowy grupy RAID zwiększa ryzyko utraty danych w wyniku awarii kolejnego dysku w tym czasie.

24. SYSTEMY OPERACYJNEStandardowe poziomy RAID RAID 5 Przykład Pięć dysków po 250GB zostaje połączonych w RAID 5. Powstała w ten sposób przestrzeń ma rozmiar 1 TB. Jeden dysk w pewnym momencie ulega uszkodzeniu. Cała macierz nadal działa. Po wymianie uszkodzonego dysku na nowy jego zawartość zostaje odtworzona.

25. SYSTEMY OPERACYJNEStandardowe poziomy RAID • RAID 6 • Macierz z podwójną parzystością, realizowana np. jako 5+2, albo 13+2. Kosztowniejsza w implementacji niż RAID 5, ale dająca większą niezawodność. Awaria dwóch dowolnych dysków w tym samym czasie nie powoduje utraty danych. • Korzyści: • odporność na awarię maksimum 2 dysków • szybkość pracy większa niż szybkość pojedynczego dysku.

26. SYSTEMY OPERACYJNEStandardowe poziomy RAID • RAID 0+1 • Macierz realizowana jako RAID 1, którego elementami są macierze RAID 0. Macierz taka posiada zarówno zalety macierzy RAID 0 – szybkość w operacjach zapisu i odczytu – jak i macierzy RAID 1 – zabezpieczenie danych w przypadku awarii pojedynczego dysku. Pojedyncza awaria dysku powoduje, że całość staje się w praktyce RAID 0. Potrzebne są minimum 4 dyski o tej samej pojemności. • Korzyści: • szybkość macierzy RAID 0 • zyskuje się dużą dowolność w kwestii wielkości dysków fizycznych składających się na dyski logiczne. W szczególności: • można stworzyć dwa dyski logiczne z trzech dysków. np 1 x 500GB i 2x250GB, i potem połączyć RAID 1. W efekie RAID 0 + 1 daje nam 1TB przestrzeni dyskowej • jeżeli fizyczne składają się na różne wielkości dysków logicznych. np pierwszy dysk logiczny składa się z 2 dysków 500GB, a drugi dysk logiczny z 4 dysków 200GB to w efekcie połączenia ich RAID 1 uzyskamy 800GB przestrzeni dyskowej RAID 0+1 • znacznie prostsza w implementacji niż RAID 3, 5 i 6

27. SYSTEMY OPERACYJNEStandardowe poziomy RAID • RAID 0+1 • Wady: • Tworzymy lustrzaną kopię dysku Logicznego. Jeżeli pada jeden dysk fizyczny, cały dysk logiczny który tworzył zostaje wyłączony. • większy koszt przechowywania danych niż w przypadku RAID 0,2,3,4,5,6

28. SYSTEMY OPERACYJNEStandardowe poziomy RAID • RAID 1+0 • Nazywana także RAID 10. Macierz realizowana jako RAID 0, którego elementami są macierze RAID 1. W porównaniu do swojego poprzednika (RAID 0+1) realizuje tę samą koncepcję połączenia zalet RAID 0 (szybkość) i RAID 1 (bezpieczeństwo) lecz w odmienny sposób. Stripingowi podlegają relatywnie niewielkie bloki danych, które są zapisane na dwóch dyskach, dzięki czemu podczas wymiany uszkodzonego dysku odbudowywany jest tylko fragment całej macierzy.

29. SYSTEMY OPERACYJNEStandardowe poziomy RAID • RAID 1+0 • Korzyści: • szybkość macierzy RAID 0 • klonowanie następuje na poziomie poszczególnych dysków fizycznych a nie logicznych. Pad jednego dysku powoduje wyłączenie jedynie tego dysku a nie całego dysku logicznego jak to się dzieje w RAID 0 + 1. • w szczególnym przypadku przetrwa pady N - 1 dysków (N - liczba dysków fizycznych mirrorów) z każdego mirrora składającego się na RAID 0 • znacznie prostsza w implementacji niż RAID 3, 5 i 6 • Wady: • RAID 1 powinien łączyć dyski o tej samej wielkości a najlepiej i szybkości zapisu. w przeciwnym wypadku uzyskuje się mirror o pojemności najmniejszego dysku i szybkości zapisu najwolniejszego. Znacząco potrafi to zwiększyć koszty w porównaniu do RAID 0 + 1 • większy koszt przechowywania danych niż w przypadku RAID 0,2,3,4,5,6. Współczynnik nadmiarowości wynosi tu 100% (potrzebne są 2GB przestrzeni dyskowej na zapisanie 1GB danych).

30. SYSTEMY OPERACYJNEStandardowe poziomy RAID • Matrix RAID • Polega na połączeniu ze sobą dwóch dysków fizycznych tak, aby część dysku działała jak RAID 0 (striping), a inna część jak RAID 1 (mirroring). De facto sprowadza się to do tworzenia układów RAID na poziomie logicznych partycji dyskowych niezależnie dla każdej z partycji. Przykładem implementacji może być macierz HP EVA oferująca m.in. RAID1 i RAID5 na tych samych dyskach fizycznych jednocześnie. • Korzyści wynikają z połączenia zalet poszczególnych trybów RAID: • ważne pliki, takie jak dokumenty czy inne informacje, których odtworzenie w razie awarii byłoby zbyt kosztowne, czasochłonne lub wręcz niemożliwe, mogą być zduplikowane na obu dyskach (np. katalogi /home, /var, C:\Documents and Settings), • mniej istotne dane, na których często wykonywane są operacje dyskowe, pliki i biblioteki systemu operacyjnego (np. /usr, C:\WINDOWS), pliki wykonywalne bądź biblioteki zainstalowanych aplikacji (np. /usr, C:\Program Files), pliki wymiany, partycja SWAP), mogą być wykonywane ze zwiększoną szybkością.

31. SYSTEMY OPERACYJNEStandardowe poziomy RAID • Matrix RAID • Wady: • częściowy spadek pojemności (część mirrorowana) • część danych jest podatna na awarię (część w stripingu)

32. SYSTEMY OPERACYJNEStandardowe poziomy RAID Matrix RAID Przykład Dwa identyczne dyski 10 GB zostały połączone w Matrix RAID. Utworzono na nich dwie partycje – każda zajmuje połowę każdego dysku. Pierwsza polega na dzieleniu danych (striping) więc ma pojemność 10 GB, druga polega na duplikowaniu (mirroring) ma więc 5 GB. Pierwsza z nich charakteryzuje się teoretycznie dwukrotną prędkością wykonywania na niej operacji zarówno przy odczycie jak i zapisie danych. Druga zaś gwarantuje bezpieczeństwo danych w razie awarii jednego z dysków, podwójną prędkość odczytu oraz pojedynczą prędkość zapisu.

33. SYSTEMY OPERACYJNEStandardowe poziomy RAID Wydajność Wydajność macierzy RAID zależy od ilości dysków, ich szybkości, poziomu macierzy i wykonywanej operacji. Obliczając jej wydajność zakłada się pewne uproszczenia, że wszystkie jej dyski są tej samej wydajności, a dane są równomiernie rozmieszczone na wszystkich dyskach. W operacjach odczytu kontroler rozkłada obciążenie na wszystkie dyski zawierające dane. Zatem wydajność macierzy jest iloczynem wydajności pojedynczego dysku i ilości dysków. W operacjach zapisu należy uwzględnić dodatkowe operacje. Dla macierzy poziomu 0 nie zapisujemy dodatkowych danych. Dla poziomów 1, 1+0, 0+1 zapisujemy dane w dwóch miejscach. Macierze poziomu 3,4,5,6 muszą odczytać stare dane i sumy kontrolne, które mają być zastąpione nowymi danymi. Następnie te dane i sumy kontrolne muszą być zapisane. Wyliczając wydajność macierzy w konkretnym środowisku należy uwzględnić stosunek ilości zapisów do odczytów. Wydajność macierzy uzależniona jest od wydajności kontrolera, nie można wobec tego dodawać dysków w nieskończoność.

34. SYSTEMY OPERACYJNEStandardowe poziomy RAID Niestandardowe poziomy RAID RAID 5E, 5EE Jest to RAID 5 z rozproszonym dyskiem hot spare. Różnica polega na tym, że nie ma wyznaczonego dysku hot spare tylko jest on rozdystrybuowany na wszystkie dyski tak jak parzystość, dzieki temu wzrasta liczba pracujących dysków i wydajność. Organizacja zapisu jest jak w RAID 5, czyli jedna parzystość. Z ogólnej ilości dysków pojemność jednego tracimy na parzystość, a drugiego na hot spare. RAID 6E, 6EE Jest to RAID 6 z rozproszonym dyskiem hot spare.

35. SYSTEMY OPERACYJNE JBOD (akronim z ang. Just a Bunch of Disks) – połączenie dysków twardych bez wykorzystania technologii RAID. JBOD, w przeciwieństwie do RAID, nie daje korzyści w postaci przyspieszenia operacji zapisu/odczytu czy zwiększenia bezpieczeństwa danych. JBOD jest zwykłą półką na dyski (macierzą dyskową), które są bezpośrednio widoczne przez systemy komputerowe bez pośrednictwa specjalnego kontrolera RAID zarządzającego dostępem do dysków. Zazwyczaj dyski przyłączane są za pomocą osobnego lub osobnych kontrolerów SCSI. W zależności od rodzaju macierzy, może istnieć możliwość podłączenia dysków z półki za pomocą osobnych kontrolerów SCSI. W profesjonalnych macierzach dyskowych konfiguracja JBOD w ogóle nie jest dostępna, JBOD stanowi raczej teoretyczny punkt odniesienia, komputer podłączony do N niezależnych od siebie dysków.

36. SYSTEMY OPERACYJNE • W celu utworzenia partycji i jej sformatowania w programiediskpartnależy: • Wyświetlić listę dostępnych dysków za pomocą polecenia • list disk • Wybrać dysk, na którym będą wykonywane operacje, np. • selectdisk 0 • W celu utworzenia partycji podstawowej wprowadzić • createpartitionprimary • dla partycji rozszerzonej • createpartitionextended • natomiast dla dysku logicznego • createpartitionlogical • Wyświetlić listę wszystkich partycji na dysku poleceniem • list partition • Znając numer utworzonej partycji, wybrać ją; jeżeli jest to np. partycja o numerze 4, zastosować polecenie • selectpartition 4/

37. SYSTEMY OPERACYJNE • Wybraną partycję sformatować (diskpart dla Windows XP nie ma opcji format, należy więc użyć systemowej opcji format) za pomocą następującej składni: • format FS=NTFS label=Nowy QUICK • Aby nadać partycji określoną literę, wykonać polecenie • assignletter=F • Wyjście z programu następuje po wprowadzeniu komendy • exit

38. SYSTEMY OPERACYJNE Linux Disk Druid Menedżer dysku w systemie Linux potocznie jest określany jako Disk Druid (od nazwy jednego z pierwszych programów tego typu). System Linux z zainstalowanym środo­wiskiem graficznym GNOMĘ udostępnia program — narzędzie do obsługi dysków Narzędzie do obsługi dysków środowiska GNOMĘ Linux Debian

39. SYSTEMY OPERACYJNE Linux Disk Druid Program posiada następujące opcje (część z nich jest dostępna dopiero po przeprowa­dzeniu partycjonowania dysku): Sformatuj dysk — przygotowuje dysk twardy do wykonania operacji utworzenia partycji. Jeżeli dysk jest niesformatowany, dostępne są jedynie opcje: Formatuj dysk i Przetestuj wydajność oraz Utwórz partycję. Podczas formatowania należy wybrać schemat, np. Główny rekord rozruchowy. Przetestuj wydajność — opcja umożliwia przetestowanie dysku pod kątem wydaj­ności odczytu i zapisu danych. Odmontuj wolumin — w celu wykonania niektórych operacji na partycji należy ją wcześniej odmontować; inaczej system będzie blokował dostęp do woluminu. Zamontuj wolumin — aby partycja była dostępna i widoczna w drzewie katalogowym systemu Linux, należy ją zamontować pod nazwą woluminu, np. /Nowy. Sprawdź system plików — sprawdza, czy system plików nie zawiera błędów. Zmodyfikuj partycję — umożliwia zmianę typu partycji, np. z Linux (83) na Linux SWAP (82). Sformatuj wolumin — umożliwia zmianę systemu plików i nazwy istniejącej partycji. Zmień etykietę systemu plików — pozwala na zmianę etykiety woluminu. Usuń partycję — usuwa wybraną partycję.

40. SYSTEMY OPERACYJNE Konwersja systemów plików • W niektórych przypadkach użytkownik musi dokonać konwersji systemu plików bez for­matowania woluminu. Powinien się wtedy posłużyć odpowiednim oprogramowaniem. • Systemy Windows z serii NT mogą korzystać z partycji z systemem plików FAT32, • jednak aby można było używać dodatkowych funkcji zapewniających niezawodność, • skalowalność, bezpieczeństwo oraz zarządzanie, wymagany jest system plików NTFS. • NTFS udostępnia takie możliwości jak: • kompresja na poziomie całego dysku lub poszczególnych katalogów i plików, • szyfrowanie na poziomie partycji, katalogu czy pojedynczego pliku, • śledzenie połączeń rozproszonych dla skrótów i obiektów OLE (ang. Object Linking and Embedding), • ograniczenie przestrzeni dyskowej (ang.quotatracking), • dziennik zmian (ang.change log) przyspieszający przeszukiwanie tablicy MFT (ang. Master File Table).

41. SYSTEMY OPERACYJNE Konwersja systemów plików Jeżeli warunkiem konwersji jest pozostawienie istniejących danych, należy użyć progra-mu convert (program umożliwia jedynie konwersję z FAT na NTFS, nie odwrotnie) uruchamianego z wiersza poleceń: convert napęd: /fsrntfs /v Konwersji można również dokonać z wykorzystaniem komercyjnego programu Partition Magic, który umożliwia konwersję z FAT na NTFS i odwrotnie. W celu zmiany systemu FAT32 na NTFS należy najechać kursorem na wolumin, a następnie uruchomić menu kontekstowe, wybrać opcję Convert, określić docelowy system plików i potwierdzić wybór przyciskiem OK.

42. SYSTEMY OPERACYJNE

43. SYSTEMY OPERACYJNE Program rozruchowy (boot loader) Jeżeli na komputerze osobistym zostały zainstalowane co najmniej dwa systemy operacyjne, to z pewnością funkcjonuje program rozruchowy. Zadaniem programu rozrucho­wego (ang. boot loader) jest umożliwienie użytkownikowi wyboru systemu do wczytania. BOTLOADER Windows XP i edycja pliku BOOT.INI wraz z systemem Windows 2000 pojawił się program rozruchowy NTLOADER konfi­gurowany za pomocą pliku BOOT.INI, który wspiera wyłącznie systemy produkowane przez Microsoft.

44. SYSTEMY OPERACYJNE Program rozruchowy (boot loader) Plik BOOT.INI znajduje się na partycji systemowej i ma atrybut ukrytego chronionego pliku systemowego. Aby móc go edytować, należy wykonać następujące czynności kliknąć prawym przyciskiem ikonę Mój komputer, z menu konteksto­wego wybrać Właściwości, otworzyć zakładkę Zaawansowane i w sekcji Uruchamianie i odzyskiwanie wybrać przycisk Ustawienia. Pojawi się okno dialogowe zatytułowane Uruchamianie i odzyskiwanie, które pozwala dokonać wyboru domyślnego systemu, czasu wyświetlania listy NTLDR i opcji odzyskiwania oraz edytować plik BOOT.INI po wybraniu przycisku Edytuj. Poniżej przedstawiono przykładowy plik BOOT.INI (dla trzech systemów na jednym dysku; na pierwszej partycji znajduje się Windows 98, na drugiej — Windows XP, a na trzeciej 2000; domyślny jest Windows XP): [boot loader] timeout=30 default=multi(0)disk(0)rdisk(O)partition(2)\WINDOWS [operating systems] multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(2)\WINDOWS="Microsoft Windows XP Professional" /noexecute=optin multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(3)\WINNT="Microsoft Windows 2000 Professional" /fastdetect

45. SYSTEMY OPERACYJNE Program rozruchowy (boot loader)

46. SYSTEMY OPERACYJNE Program rozruchowy (boot loader) Plik składa się z dwóch części: w sekcji [boot loader] znajdują się wiersze określa­jące czas (w minutach) wyświetlania menu NTLDR (timeout) oraz domyślny system operacyjny (default). W sekcji [operating systems] są zdefiniowane ścieżki dostępu ARC (Advanced RISC Computing), które określają dostęp do poszczególnych systemów na dyskach i ich partycjach.

47. SYSTEMY OPERACYJNE Program rozruchowy (boot loader) • Ścieżka ARC składa się z następujących sekwencji: • typ interfejsu () disk (identyfikator SCSI) rdisk (lokalizacja dysku) partition(numer partycji)\katalog systemowym "tekst pojawiający się w menu NTLDR„ typ interfejsu () — NTLDR przewiduje następujące wpisy: • multi () — wskazuje dysk IDE, SATA, SCSI. Liczba w nawiasie określa iden­tyfikator kontrolera; pierwszy kontroler zostanie oznaczony multi (0), drugi — multi (1) itd W przypadku płyt głównych z dwoma kanałami IDE pierwszy kanał zostanie oznaczony multi (0), drugi — multi (1). • scsi () — wskazuje interfejsy SCSI bez wewnętrznego BIOS-u. • signature () — przeznaczony jest do nietypowych dysków, które nie są roz­poznawane przez BIOS BootstrapLoader; wymaga wspomagania przez NTLDR • disk (identyfikator SCSI) —był stosowany w połączeniu z opcją SCSI w celu wskazania identyfikatora urządzenia SCSI. W połączeniu z multi () należy stoso­wać wpis disk (0). • rdisk (lokalizacja dysku) — określa lokalizację dysku; w przypadku IDE napędmaster zostanie oznaczony rdisk (0), a slave —rdisk (1). Dysk SATA podłączony do pierwszego kanału zostanie oznaczony rdisk (0), do drugiego — • rdisk (1) itd • partition (numer 'partycji) — określa numer partycji na dysku; w prze­ciwieństwie do pozostałych opcji numeracja zaczyna się od 1 (nie od 0). Partycja pierwsza zostanie oznaczona partition (1), druga — partition (2) itd

48. SYSTEMY OPERACYJNE Program rozruchowy (boot loader) \katalog systemowy— określa ścieżkę do głównego katalogu systemowego, np. w przypadku XP będzie to /WINDOWS. tekst pojawiający się w menu NTLDR — to sekwencja znaków, która ukaże się podczas zadziałania NTLDR przy włączeniu komputera; jest elementem ozna­czającym dany system operacyjny. W pliku BOOT. INI dodatkowo można znaleźć opcje, które ułatwiają usuwanie usterek systemu. Są to m.in.: /fastdetect — omija mechanizm Pług and Play w początkowej fazie inicjacji systemu. /pcilock — wyłącza funkcje automatycznego lokalizowania zasobów. /sos — wyświetla listę wczytywanych sterowników. /maxmem — ogranicza ilość wczytywanej pamięci operacyjnej. /basevideo — wczytuje system w 16 kolorach oraz rozdzielczości 640x480 (VGA).

49. SYSTEMY OPERACYJNE Program rozruchowy (boot loader) /noexecute= — włącza, wyłącza i konfiguruje Data Execution Prevention (DEP), zestaw technologii sprzętowych i programowych zapobiegający uruchomieniu kodu w chronionych miejscach pamięci operacyjnej. Dostępne opcje to: alwayson — włącza funkcję DEP dla systemu operacyjnego i wszystkich proce­sów, w tym jądra systemu Windows i sterowników. Wszelkie próby wyłączenia funkcji DEP są ignorowane. optout — włącza funkcję DEP dla systemu operacyjnego i wszystkich proce­sów, w tym jądra systemu Windows i sterowników, jednak administratorzy mogą wyłączyć funkcję DEP dla wybranych plików wykonywalnych przy użyciu Panelu sterowania. optin — włącza funkcję DEP tylko dla składników systemu operacyjnego, w tym jądra systemu Windows i sterowników. Administratorzy mogą włączyć funkcję DEP dla wybranych plików za pomocą Application Compatibility Toolkit (ACT). alwaysoff — wyłącza DEP. Próby włączenia funkcji DEP selektywnie są ig­norowane.

50. SYSTEMY OPERACYJNE Program rozruchowy (boot loader) Praktyczna porada Problem: Jak powinien wyglądać plik BOOT.INI, gdy na pierwszej partycji C:\ zainstalowano Windows XP (domyślny), a na drugiej D:\ Windows Millennium? Rozwiązanie: [boot loader] timeout=30 default=multi(0)disk(0)rdisk (0)partition (1) \WINDOWS [operating systems] multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINDOWS="Microsoft Windows XP Profes­sional" /noexecute=optin D:\="Windows ME"