1、操作系統Operating Systems,第五章 設備管理,5.6 磁盤存儲器的管理,5.6.1 磁盤性能描述 1數據的組織和格式,磁盤扇區 一個扇區稱為一個盤塊(或數據塊),磁盤結構,每個盤面有一個讀寫磁頭 所有的讀寫磁頭都固定在唯一的移動臂上同時移動 在磁頭位置下的所有磁道組成的圓柱體稱柱面，,磁盤,2磁盤的類型,固定頭磁盤 在每條磁道上都有一讀/寫磁頭，所有的磁頭都被裝在一剛性磁臂中。 這些磁頭可訪問所有各磁道，并進行并行讀/寫。 這種結構的磁盤主要用于大容量磁盤上。 2) 移動頭磁盤 每一個盤面僅配有一個磁頭，也被裝入磁臂中。 該磁頭必須能移動以進行尋道。 本節主要針對這類磁盤的I/

2、O進行討論。,3磁盤訪問時間,尋道時間,旋轉延遲時間,傳輸時間,磁盤訪問時間,尋道時間 移動磁頭到指定磁道上所經歷的時間； 旋轉延遲時間 移動某扇區到磁頭下所經歷時間； 平均旋轉延遲時間 傳輸時間 從磁盤讀或向磁盤寫數據所經歷時間； (式3),Ts = m n +s (式1),Tr =1/2r (式2),訪問時間,尋道時間和旋轉延遲時間基本上都與所讀/寫數據的多少無關，它通常占據了訪問時間中的大頭。 適當地集中數據(不要太零散)傳輸，將有利于提高傳輸效率。,訪問時間,5.6.2 磁盤調度算法,1先來先服務算法 2最短尋道時間優先算法 3掃描(SCAN)算法（電梯調度算法） 4循環掃描(CSCA

3、N)算法,在訪問磁盤的時間中，主要是尋道時間，因此，磁盤調度的目標就是使磁盤的平均尋道時間最少。,先來先服務算法,根據進程請求訪問磁盤的先后次序進行調度 優點：簡單、公平，不會出現請求長期得不到滿足 缺點：未優化，平均尋道時間長 磁盤調度：55 58 39 18 90 160 150 38 184,0,38,39,55,58,90,100,150,160,184,18,先來先服務算法,平均尋道長度：55.3,146,184,112,38,10,150,70,160,72,90,21,18,19,39,3,58,45,55,移動距離,被訪問的下一個磁道,100道開始,最短尋道時間優先算法SSTF

4、,要求訪問的磁道與當前磁頭所在的磁道距離最近 優點：使每次尋道時間最短 缺點：不能保證平均尋道時間最短；可能導致距離遠的進程總也得不到服務,0,38,39,55,58,90,100,150,160,184,18,FCFS調度算法 SSTF調度算法,進程“饑餓”現象,SSTF算法可能導致某個進程發生“饑餓”現象。 只要不斷有新進程的請求到達，且其所要訪問的磁道與磁頭當前所在磁道的距離較近，這種新進程的I/O請求必然優先滿足。 可防止老進程出現“饑餓”現象 對SSTF算法略加修改后所形成的SCAN算法,掃描(SCAN)算法,不僅考慮欲訪問的磁道與當前磁道的距離，更優先考慮的是磁頭當前的移動方向 又

5、稱為 “電梯調度算法” 缺點： 剛移過的磁道的等待時間長,0 25 50 75 100 125 150 175 200,150,160,184,90,58,55,38,39,18,掃描(SCAN)算法（電梯調度算法）,55 58 39 18 90 160 150 38 184,SCAN調度算法 SSTF調度算法,“循環掃描”算法CSCAN,規定磁頭單向移動 減少剛移過的磁道的等待時間,“循環掃描”算法CSCAN,55 58 39 18 90 160 150 38 184,0 25 50 75 100 125 150 175 200,150,160,184,90,58,55,38,39,18,SCAN調度算法 CSCAN調度算法,作業,假定磁盤有200 個柱面，編號0 - 199 ，當前存取臂的位置在143 號柱面上，并剛剛完成了125 號柱面的服務請求，如果請求隊列的先后順序是：86 , 147 , 91 , 177 , 94 , 150 , 102 , 175 , 130 ；試問：為完成上述請求，下列算法存取臂移動的總量是多少？并算