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1、11.2 磁盘调度磁盘调度掌控全局掌控全局 磁盘结构磁盘结构磁盘是最常用的存储设备，对计算机运行时的性能影响很大；磁盘访问速度(ms)远慢于CPU和内存速度(ns)。磁盘物理结构磁盘物理结构单磁臂柱面磁道扇区512B磁道由于单磁臂，同一文件信息通常不是记录在同一盘面的各磁道上，而是记录在同一柱面的不同磁道上，可使磁臂移动次数减少。01100011011磁盘结构磁盘结构扇区地扇区地址址驱动器号驱动器号柱面号柱面号磁头号磁头号(盘面号盘面号)扇区号扇区号磁盘结构磁盘结构扇区是最小寻址单位和存取单位(但不是分配单位)。分配磁盘空间时以盘块(簇)为单位。1盘块=2n扇区寻道寻道时间时间Ts=启动磁盘时
2、间+横跨n条磁道时间。目前，典型的磁盘平均寻道时间Ts小于10ms。旋转延迟时间旋转延迟时间Tr=将待访问扇区转到磁头下的时间若15000转/分钟，则每转 4ms，Tr平均约2ms。传输时间传输时间 读写字节数b 旋转速度r*每磁道字节数N若每磁道 500扇区，则每扇区需 0.008ms。Tt=寻道时间对磁盘的访问寻道时间对磁盘的访问时间影响最大时间影响最大。磁盘调度磁盘调度 定义：调整多个磁盘访问请求的服务顺序，以降低平均磁盘服务时间。磁盘调度算法减少的是磁头移动距离(寻道时间)。四种磁盘调度四种磁盘调度算法算法先进先出(FIFO,First-In-First-Out)最短服务时间优先算法(
3、SSTF,Shortest Service Time First)SCAN扫描算法C-SCAN 循环扫描算法先入先出算法先入先出算法基本思想：基本思想：按照请按照请求的接收顺序，逐求的接收顺序，逐个处理每个请求个处理每个请求。先入先出算法先入先出算法例：磁头现位于100#磁道。收到9个磁盘访问请求，请求顺序为 55,58,39,18,90,160,150,38,184 01838 3955 5890150 160184199100横跨横跨45条磁道条磁道1.磁头共移动磁头共移动498条磁道，平均寻道长度条磁道，平均寻道长度=498/9=55.3。2.算法简单，但平均寻道距离大。算法简单，但平均
4、寻道距离大。最短服务时间优先算法最短服务时间优先算法(SSTF)也称为最短寻道时间优先算法，它的思想是优先选择距离当前磁头位置最近的访问请求进行服务。最短服务时间优先算法最短服务时间优先算法(SSTF)例：磁头现位于100#磁道。请求顺序为 184,55,58,39,18,90,160,150,38。01838 3955 5890150 1601841991001.磁头共移动磁头共移动248条磁道，平均寻道长度条磁道，平均寻道长度=27.52.可能造成某些访问请求长期等待可能造成某些访问请求长期等待(饥饿饥饿)，特别是当磁头附近不断地到达新请求时。特别是当磁头附近不断地到达新请求时。184号磁
5、道号磁道最早提出最后访问磁头磁头150号磁道号磁道请求请求40号磁道、号磁道、50号磁道、号磁道、70号磁道，号磁道，20号磁道号磁道 请求饥饿请求饥饿SCAN扫描算法扫描算法基本思想：选择位于磁头移动方向前方且距磁头位置最近的访问请求进行服务。继续扫描到磁盘边界后再转向(SCAN)；或当前方没有访问请求时，立即改变磁头移动方向(LOOK)。电梯算法电梯算法高楼的电梯高楼的电梯SCAN扫描算法扫描算法例：磁头现位于100#磁道，沿磁道号增大的顺序移动(由磁盘外圈向里圈)。01838 3955 5890150 1601841991001.LOOK：磁头共移动：磁头共移动250条磁道，平均寻道长度
6、条磁道，平均寻道长度=27.82.电梯电梯LOOK被普遍采用。是对被普遍采用。是对SCAN的改进。的改进。电梯电梯(LOOK)传统的传统的SCANC-SCAN 循环扫描算法循环扫描算法基本思想：磁头从磁盘一端移到另一端，随着移动而不断处理请求。当磁头移到末端时，马上返回磁盘起始端，返回时不处理请求。C-SCAN 循环扫描算法循环扫描算法例：磁头现位于100#磁道，沿磁道号增大的顺序移动(由磁盘外圈向里圈)。01838 3955 5890150 1601841991001.磁头共移动磁头共移动322条磁道，平均寻道长度条磁道，平均寻道长度=35.82.比比SCAN或电梯的等待时间更加平均。或电梯的等待时间更加平均。1、以下算法中，可能出现饥饿现象的是 。A.电梯调度B.最短服务时间优先C.循环扫描算法D.先来先服务 因为它只考虑到请求和磁头之间的距离，但没有考虑到磁头的移动方向，所以距离磁头比较远的请求可能等待时间过长。2、下列算法中，用于磁盘调度的是 。A.RRB.LRUC.SSTFD.优先级