磁盘调度算法

文件系统的物理根底是磁盘存储设备。所以，磁盘存储器的效劳效率很重要，为了提高文件系统的性能，我们必须对磁盘进行合理的管理、调度，对磁盘调度算法进行优化。引言2024/1/6第五章磁盘存储器管理柱面扇区磁臂磁头侧视图2024/1/6第五章磁盘存储器管理扇区俯视图磁道2024/1/6第五章磁盘存储器管理磁盘调度算法学习重点：磁盘调度的4种算法1．先来先效劳〔FCFS〕2.最短寻道时间优先(SSF)3.扫描算法〔电梯算法〕4.循环扫描调度算法学习目标：通过本节课的讲解，让学生们更好的掌握这四种种磁盘调度算法。2024/1/6第五章磁盘存储器管理按访问请求到达的先后次序效劳优点：简单，公平；缺点：效率不高，相邻两次请求可能会造成最内到最外的柱面寻道，使磁头反复移动，增加了效劳时间，对机械也不利1．先来先效劳2024/1/6第五章磁盘存储器管理假设磁盘访问序列：98，183，37，122，14，124，65，67。移动臂的运动方向：沿磁道号递减的方向移动。读写头起始位置：53〔1〕安排磁头效劳序列〔2〕计算磁头移动总距离〔道数〕例2024/1/6第五章磁盘存储器管理图解98，183，37，122，14，124，65，67磁头走过的总道数：6402024/1/6第五章磁盘存储器管理优先选择距当前磁头最近的访问请求进行效劳，主要考虑寻道优先优点：改善了磁盘平均效劳时间；缺点：造成某些访问请求长期等待得不到效劳2.最短寻道时间优先(SSF)2024/1/6第五章磁盘存储器管理图解65，67，37，14，98，122，124，183磁头走过的总道数：23698，183，37，122，14，124，65，672024/1/6第五章磁盘存储器管理克服了最短寻道优先的缺点，既考虑了距离，同时又考虑了方向具体做法：当设备无访问请求时，磁头不动；当有访问请求时，磁头按一个方向移动，在移动过程中对遇到的访问请求进行效劳，然后判断该方向上是否还有访问请求，如果有那么继续扫描；否那么改变移动方向，并为经过的访问请求效劳，如此反复3.扫描算法〔电梯算法〕2024/1/6第五章磁盘存储器管理图2024/1/6第五章磁盘存储器管理图解37，14，65，67，98，122，124，183磁头走过的总道数：20898，183，37，122，14，124，65，672024/1/6第五章磁盘存储器管理也称单向扫描算法。电梯算法杜绝了饥饿，但当请求对磁道的分布是均匀时，磁头回头，近磁头端的请求很少〔因为磁头刚经过〕，而远端请求较多，这些请求等待时间要长一些。总是从0号柱面开始向里扫描。移动臂到达最后个一个柱面后，立即带动读写磁头快速返回到0号柱面。返回时不为任何的等待访问者效劳。返回后可再次进行扫描4.循环扫描调度算法2024/1/6第五章磁盘存储器管理图解2024/1/6第五章磁盘存储器管理5. N-Step-SCAN和FSCAN调度算法1〕N-Step-SCAN算法SSTF、SCAN、CSCAN几种调度算法都可能出现磁臂停留在某处不动的情况，称为磁臂粘着(Arm-Stickiness)。在高密度盘上更容易出现此情况。N-STEP-SCAN算法将磁盘请求队列分成假设干个长度为N的子队列。磁盘调度将按FCFS算法依次处理这些子队列。而每处理一个队列时，又是按SCAN算法。这样就可防止出现粘着现象。2024/1/6第五章磁盘存储器管理2〕FSCAN算法 本算法是N步SCAN算法的简化。它只将磁盘请求访问队列分成两个子队列： 当前所有请求磁盘I／O的进程形成的队列，由磁盘调度按SCAN算法进行处理。 在扫描期间，新出现的所有请求磁盘I／O进程组成的等待处理的请求队列。从而使所有的新请求都将被推迟到下一次扫描时处理。2024/1/6第五章磁盘存储器管理6.调度算法的选择实际系统相当普遍采用最短寻道时间优先算法，因为它简单有效，性价比好。扫描算法更适于磁盘负担重的系统。磁盘负担很轻的系统也可以采用先来先效劳算法一般要将磁盘调度算法作为操作系统的单独模块编写，利于修改和更换。2024/1/6第五章磁盘存储器管理总结：1．先来先效劳2.最短寻道时间优先(SSF)3.扫描算法〔电梯算法〕4.循环扫描调度算法