в настоящее время имеют технологии
Рисунок 7.5. Технология RAID 5
Промышленное применение в настоящее время имеют технологии RAID 0, 1 и 5. Резервное копирование и даже аппаратная избыточность позволяют уменьшить потери, но не избежать их полностью. В предыдущей главе мы упоминали о том, что все современные файловые системы используют кеширование дискового ввода-вывода, а, следовательно, в них возникает ситуация отложенной или ленивой записи (lazy write), когда данные, уже записанные процессом в файл, на самом деле находятся в буферной оперативной памяти. При сбое системы такие данные могут быть потеряны. Наиболее опасно то, что отложенной записи подвергаются не только данные, но и метаданные файловой системы - дескрипторы дисков и файлов, каталоги и т.п. При потере изменений в метаданных недоступными могут стать все данные на диске. Поэтому в тех ФС, к целостности которых предъявляются высокие требования, ведется протоколирование операций над метаданными - запись информации по повторению или откату операции над метаданными в файл протокола (log) или журнала (journal). При сбое системы восстановление или откат операций производится по журналу. Поскольку журнал также подвергается отложенной записи, периодически производится фиксация контрольной точки - принудительная запись журнала на диск. При сбое системы, таким образом, гарантируется восстановление до последней контрольной точки.
Причиной нарушения целостности может являться одновременный доступ к файлу двух и более процессов. Для предотвращения таких нарушений ОС накладывает "замки" (lock) на файлы: замок разделяемого доступа для файла, открытого для чтения, и замок монопольного доступа для файла, открытого для записи. Замок может входить в дескриптор открытого файла. Если новый замок конфликтует с замком, наложенным ранее начавшейся операцией, то новая операция должна быть заблокирована. Обычно ОС не поддерживает сложного управления синхронизацией операций, ограничиваясь замками файлов. Наиболее часто в ОС применяется, так называемая, двухфазная дисциплина, требующая, чтобы замок на файл накладывался при его открытии и снимался при его закрытии. Замыкаться могут не только файлы, но и целые диски или каталоги или наоборот - отдельные записи или байты файла. Задача обеспечения синхронизации является частным случаем задачи взаимного исключения, подробно рассматриваемой в главе 8.
Большинство ОС обеспечивает только разделение доступа к каждому отдельному файлу и восстановление целостности метаданных ФС, перепоручая управление сложными транзакциями и целостностью пользовательских данных промежуточному программному обеспечению - менеджерам транзакций (IBM CICS, MS Transaction Server и др.) и системам управления базами данных (Oracle, IBM DB2 и др.). В распоряжении процессов должны быть средства API для формирования структуры транзакций - системные вызовы или обращения к тому программному пакету, в среде которого функционирует процесс. Примером такого средства могут быть предложения языка SQL: COMMIT (фиксация) и ROLLBACK (откат).
