操作系统课件os05设备管理56

1、操作系统Operating Systems,第五章 设备管理,5.6 磁盘存储器的管理,5.6.1 磁盘性能描述 1数据的组织和格式,磁盘扇区 一个扇区称为一个盘块(或数据块),磁盘结构,每个盘面有一个读写磁头 所有的读写磁头都固定在唯一的移动臂上同时移动 在磁头位置下的所有磁道组成的圆柱体称柱面，,磁盘,2磁盘的类型,固定头磁盘 在每条磁道上都有一读/写磁头，所有的磁头都被装在一刚性磁臂中。 这些磁头可访问所有各磁道，并进行并行读/写。 这种结构的磁盘主要用于大容量磁盘上。 2) 移动头磁盘 每一个盘面仅配有一个磁头，也被装入磁臂中。 该磁头必须能移动以进行寻道。 本节主要针对这类磁盘的I/

2、O进行讨论。,3磁盘访问时间,寻道时间,旋转延迟时间,传输时间,磁盘访问时间,寻道时间 移动磁头到指定磁道上所经历的时间； 旋转延迟时间 移动某扇区到磁头下所经历时间； 平均旋转延迟时间 传输时间 从磁盘读或向磁盘写数据所经历时间； (式3),Ts = m n +s (式1),Tr =1/2r (式2),访问时间,寻道时间和旋转延迟时间基本上都与所读/写数据的多少无关，它通常占据了访问时间中的大头。 适当地集中数据(不要太零散)传输，将有利于提高传输效率。,访问时间,5.6.2 磁盘调度算法,1先来先服务算法 2最短寻道时间优先算法 3扫描(SCAN)算法（电梯调度算法） 4循环扫描(CSCA

3、N)算法,在访问磁盘的时间中，主要是寻道时间，因此，磁盘调度的目标就是使磁盘的平均寻道时间最少。,先来先服务算法,根据进程请求访问磁盘的先后次序进行调度 优点：简单、公平，不会出现请求长期得不到满足 缺点：未优化，平均寻道时间长 磁盘调度：55 58 39 18 90 160 150 38 184,0,38,39,55,58,90,100,150,160,184,18,先来先服务算法,平均寻道长度：55.3,146,184,112,38,10,150,70,160,72,90,21,18,19,39,3,58,45,55,移动距离,被访问的下一个磁道,100道开始,最短寻道时间优先算法SSTF

4、,要求访问的磁道与当前磁头所在的磁道距离最近 优点：使每次寻道时间最短 缺点：不能保证平均寻道时间最短；可能导致距离远的进程总也得不到服务,0,38,39,55,58,90,100,150,160,184,18,FCFS调度算法 SSTF调度算法,进程“饥饿”现象,SSTF算法可能导致某个进程发生“饥饿”现象。 只要不断有新进程的请求到达，且其所要访问的磁道与磁头当前所在磁道的距离较近，这种新进程的I/O请求必然优先满足。 可防止老进程出现“饥饿”现象 对SSTF算法略加修改后所形成的SCAN算法,扫描(SCAN)算法,不仅考虑欲访问的磁道与当前磁道的距离，更优先考虑的是磁头当前的移动方向 又

5、称为 “电梯调度算法” 缺点： 刚移过的磁道的等待时间长,0 25 50 75 100 125 150 175 200,150,160,184,90,58,55,38,39,18,扫描(SCAN)算法（电梯调度算法）,55 58 39 18 90 160 150 38 184,SCAN调度算法 SSTF调度算法,“循环扫描”算法CSCAN,规定磁头单向移动 减少刚移过的磁道的等待时间,“循环扫描”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调度算法 CSCAN调度算法,作业,假定磁盘有200 个柱面，编号0 - 199 ，当前存取臂的位置在143 号柱面上，并刚刚完成了125 号柱面的服务请求，如果请求队列的先后顺序是：86 , 147 , 91 , 177 , 94 , 150 , 102 , 175 , 130 ；试问：为完成上述请求，下列算法存取臂移动的总量是多少？并算