磁盘存储器管理

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1、磁盘存储器管理5.6磁盘存储器管理几乎所有计算机都使用磁盘来存储信息。从存储角度，与内存比较起来，磁盘有三个主要的优点：（1）可用的存储容量非常大（2）每位的价格非常低（3）电源关掉后信息不会丢失SchoolofManagementTianjinUniversity磁盘存储器管理磁盘性能简述数据的组织和格式实际的硬盘都组织成多个盘片，每片分两面，每面分成若干条磁道，磁道间有间隙磁道又被分成许多扇区，每条磁道上扇区数目典型为10至100，每个扇区包含相同的字节数，相当于一个盘块SchoolofManagementTianjinUniversity磁盘存储器管理用磁道号、磁头号和扇区号来

2、标识一个扇区SchoolofManagementTianjinUniversity磁盘存储器管理磁盘格式化每个扇区容量＝600BYTE，其中512BYTE存放数据。标志字段数据字段定界符SchoolofManagementTianjinUniversity磁盘存储器管理SchoolofManagementTianjinUniversity磁盘存储器管理2磁盘类型固定头磁盘:提高并行读写能力，主要用于大容量磁盘移动头磁盘：寻道功能，结构简单，速度慢SchoolofManagementTianjinUniversity磁盘存储器管理3磁盘访问时间寻道时间Ts：是指把磁头移动到指定磁道上所

3、经历底时间，是启动磁臂的时间S与磁头移动N条磁道所花费的时间之和旋转延迟时间Tτ：是指指定扇区移动到磁头下面所经历的时间,平均Tτ为50－100ms传输时间Tt：是指向磁盘写入数据所经历的时间,与每次读/写的字节数b和旋转速度有关SchoolofManagementTianjinUniversity磁盘存储器管理因此总的访问时间Ta为上面三项之和：Ta＝Ts＋1/2r+b/rN寻道时间和旋转延迟时间占据了访问时间中的大部分，而传输所占的时间比重是比较小的。磁盘调度-当多个进程需要访问磁盘时磁盘调度的目标是使磁盘的平均寻道时间最少，以使进程对磁盘的平均访问时间最小，目前常使用的有先来先

4、服务，最短寻道时间优先及扫描算法等SchoolofManagementTianjinUniversity先来先服务寻道算法FCFS（First-come，First-served）一种最简单的磁盘调度算法。它根据进程请求访问磁盘的先后次序进行调度。优点公平、简单，每个进程的请求都能依次得到处理。缺点未对寻道进行优化，致使平均寻道时间可能较长。磁盘存储器管理SchoolofManagementTianjinUniversity磁盘存储器管理最短寻道时间优先算法SSTF该算法选择这样的进程，其要求访问的磁道与当前磁头所在的磁道，距离最短，以使每次的寻道时间最短，但这种调度算法却不能保证平

5、均寻道时间最短会可能导致某个进程发生“饥饿”的现象，因为只要有新进程的请求到达，其所要访问的磁道与当前所在磁道的距离较近，其I/O请求必优先满足SchoolofManagementTianjinUniversity磁盘存储器管理FCFS算法（从100#磁道开始）被访问的下一个磁道号移动距离（磁道数）5545583391918219072160701501038112184146平均寻道长度：55.3SSTF算法（从100#磁道开始）被访问的下一个磁道号移动距离（磁道数）90105832553391638118201501321601018424平均寻道长度：27.5Schoo

6、lofManagementTianjinUniversity磁盘存储器管理扫描算法SCAN为了避免“饥饿”现象，对SSTF算法略加修改形成扫描算法，该算法不仅考虑到欲访问的磁道与当前磁道的距离，更优先考虑的是磁头的当前移动方向。这种算法中磁头移动的规律颇似电梯的运行，又称电梯调度算法。磁臂由磁盘的一端开始，移动到磁盘的另一端，在移动过程中，为访问请求服务。然后调转方向，从此端移动到另一端。SchoolofManagementTianjinUniversity磁盘存储器管理循环扫描CSCAN（CircularSCAN）为了减少SCAN算法造成的某些进程的请求被严重推迟，CSCAN算法规

7、定磁头单向移动。当磁头移到最外的磁道并访问后，磁头立即返回到最里的欲访问磁道，即将最小磁道号紧接着最大磁道号构成循环，进行循环扫描SchoolofManagementTianjinUniversity磁盘存储器管理（从100#磁道开始，向磁道号增加的方向）被访问的下一个磁道号移动距离（磁道数）1505016010184249094583255339163811820平均寻道长度：27.8SCAN调度算法示例（从100#磁道开始，向磁道号增加的方向）