Решение задач на тему: Разработка драйвера виртуального жесткого диска

Введение

В настоящее время все усложняются программные продукты и комплексы, что приводит к росту объема обрабатываемых данных, усложнению структуры их представления и хранения на компьютере. Все это приводит к повышению требований к скорости чтения и записи данных из файлов а также уменьшению времени доступа к каждому файлу в отдельности.

Самым распространенным устройством для хранения данных в настоящее время является жесткий диск, который умеет хранить большие объемы данных. Время доступа к произвольному месту на диске зависит от скорости перемещения считывающей головки. Но быстродействие механики диска имеет предел, и время ответа для жесткого диска на несколько порядков выше, чем для оперативной памяти. Поэтому производительность при множественных операциях чтения и записи к различным данным катастрофически падает.

Для решения данной проблемы существуют следующие средства повышения производительности. Все записываемые и считываемые данные не сразу пишутся на диск, а сохраняются в определенной области оперативной памяти - кэше. Но размер кэша не большой и в нем сохраняются только несколько или самых последних операций чтения записи или самых частых, в зависимости от стратегии кэширования.

Однако буферизация только на основе оперативной памяти в подсистеме ввода-вывода оказывается недостаточной - разница между скоростью обмена с оперативной памятью, куда процессы помещают данные для обработки, и скоростью работы внешнего устройства часто становится слишком значительной, чтобы в качестве временного буфера можно было бы использовать оперативную память - ее объема может просто не хватить. Для таких случаев необходимо предусмотреть особые меры, и часто в качестве буфера используется дисковый файл, называемый также спул-файлом (от spool - шпулька, тоже буфер, только для ниток). Типичный пример применения спулинга дает организация вывода данных на принтер. Для печатаемых документов объем в несколько десятков мегабайт - не редкость, поэтому для их временного хранения (а печать каждого документа занимает от нескольких минут до десятков минут) объема оперативной памяти явно недостаточно.

Другой подход для хранения данных в памяти - создание Ram дисков. В систему добавляется виртуальный диск, а образ диска расположен в оперативной памяти. Такой подход позволяет повысить быстродействие, когда приложение использует обращения случайного чтения, случайной записи. Так например, значительную часть всех обращений к данным в современных СУБД составляют случайные запросы на чтение данных. Другое преимущество виртуальных дисков - их можно использовать для бездисковых рабочих станций для промежуточных файлов.

Оглавление

- Введение 2

- Аналитический раздел

- Постановка задачи

- Архитектура Windows 2000

- Многослойная архитектура драйверов

- Архитектура драйверов устройств хранения

- Выбор файловой системы

- Конструкторский раздел

- Структура классового драйвера

- Организация внутреннего хранения данных диска

- Доступ к передаваемым данным

- Обработка запросов Plug and Play

- Обработка расширенных запросов

- Расчет геометрии диска

- Структура драйвера

- Технологический раздел

- Выбор и обоснование языка и среды программирования

- Структуры данных классового драйвера

- Блокировка выгрузки устройства

- Процедуры драйвера виртуального диска

- Инициализация драйвера

- 3.4.2Обработка запросов записичтения 22

- Обработка расширенных запросов

- Обработка запросов Plug and Play

- Выгрузка драйвера

- Программа настройки параметров виртуального диска

- Установка драйвера

- Экспериментально-исследовательский раздел

- Описание экспериментов

- Результаты экспериментов

- Заключение 32

- Список использованной литературы 33

Заключение

В данной работе были исследованы вопросы, связанные с разработкой драйверов для устройств хранения, способами хранения данных, управление работой устройства с помощью команд PnP. Разработан классовый драйвер виртуального диска, который полностью удовлетворяет всем указанным требованиям.

Работа драйвера осуществляется корректно, рамдиск обеспечивает полную функциональность обычного жесткого диска. На данном диске можно создавать, читать, записывать, удалять файлы.

Драйвер не влияет на работу других устройств, и не приводит к ощутимым задержкам с работе системы.

Параметры диска изменяются динамически и без необходимости перезагрузки системы.

Также драйвер в ходе тестирования показал хорошие результаты производительности, которые ограничены характеристиками оперативной памяти компьютера.

Список литературы

2. В.Г.Олифер, Н.А.Олифер Сетевые операционные системы. Учебник для ВУЗов - СПб.: Издательство "ПИТЕР", 2004 - 544 с.: ил.

3. Солдатов В.П. Программирование драйверов Windows. Изд. 2-е, перераб. и доп.-М.: ООО "Бином-Пресс", 2004.-480с., ил.

4. Microsoft Windows XР DDK Documentation.