計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課件chap06(磁盤調(diào)度)

1、 磁盤存儲(chǔ)器不僅容量大磁盤存儲(chǔ)器不僅容量大, ,存取速度快存取速度快, ,而而其可以隨機(jī)存取其可以隨機(jī)存取, ,故在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中故在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中都配置了磁盤都配置了磁盤, ,并以它為主來(lái)存放文件并以它為主來(lái)存放文件. .磁盤磁盤I/OI/O速度的高低和磁盤系統(tǒng)的可靠性速度的高低和磁盤系統(tǒng)的可靠性都將直接影響到系統(tǒng)性能都將直接影響到系統(tǒng)性能. . 6.7、磁盤存儲(chǔ)器的管理、磁盤存儲(chǔ)器的管理1（1） 磁盤調(diào)度磁盤調(diào)度 當(dāng)多個(gè)訪盤請(qǐng)求在等待時(shí)，采用一定的策略，當(dāng)多個(gè)訪盤請(qǐng)求在等待時(shí)，采用一定的策略，對(duì)這些請(qǐng)求的服務(wù)順序調(diào)整安排，旨在降對(duì)這些請(qǐng)求的服務(wù)順序調(diào)整安排，旨在降低平均磁盤服務(wù)時(shí)間，達(dá)

2、到公平、高效。低平均磁盤服務(wù)時(shí)間，達(dá)到公平、高效。公平：一個(gè)公平：一個(gè)I/O請(qǐng)求在有限時(shí)間內(nèi)滿足請(qǐng)求在有限時(shí)間內(nèi)滿足高效：減少設(shè)備機(jī)械運(yùn)動(dòng)所帶來(lái)的時(shí)間浪費(fèi)高效：減少設(shè)備機(jī)械運(yùn)動(dòng)所帶來(lái)的時(shí)間浪費(fèi)6.7.1 磁盤調(diào)度磁盤調(diào)度2（2）磁盤調(diào)度考慮的問題：）磁盤調(diào)度考慮的問題： 一次訪盤時(shí)間一次訪盤時(shí)間 = 尋道時(shí)間尋道時(shí)間+旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間+存取時(shí)間存取時(shí)間 減少尋道時(shí)間減少尋道時(shí)間3（3）磁盤調(diào)度算法）磁盤調(diào)度算法 先來(lái)先服務(wù)先來(lái)先服務(wù)(FCFS)：按訪問請(qǐng)求到達(dá)的：按訪問請(qǐng)求到達(dá)的先后次序服務(wù)先后次序服務(wù)優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單，公平；優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單，公平；缺點(diǎn)：效率不高，相臨兩次請(qǐng)求可能會(huì)造缺點(diǎn)：效率不

3、高，相臨兩次請(qǐng)求可能會(huì)造成最內(nèi)到最外的柱面尋道，使磁頭反復(fù)成最內(nèi)到最外的柱面尋道，使磁頭反復(fù)移動(dòng)，增加了服務(wù)時(shí)間，對(duì)機(jī)械也不利。移動(dòng)，增加了服務(wù)時(shí)間，對(duì)機(jī)械也不利。4假設(shè)磁盤訪問序列：假設(shè)磁盤訪問序列：98，183，37，122，14，124，65，67讀寫頭起始位置：讀寫頭起始位置：53安排磁頭服務(wù)序列安排磁頭服務(wù)序列計(jì)算磁頭移動(dòng)總距離（道數(shù)）：計(jì)算磁頭移動(dòng)總距離（道數(shù)）：640道道56 最短尋道時(shí)間優(yōu)先最短尋道時(shí)間優(yōu)先(SSTF)：優(yōu)先選擇距當(dāng)：優(yōu)先選擇距當(dāng)前磁頭最近的訪問請(qǐng)求進(jìn)行服務(wù)，主要考前磁頭最近的訪問請(qǐng)求進(jìn)行服務(wù)，主要考慮尋道優(yōu)先慮尋道優(yōu)先計(jì)算磁頭移動(dòng)總距離（道數(shù)）：計(jì)算磁頭移動(dòng)總

4、距離（道數(shù)）：236道道 優(yōu)點(diǎn)：改善了磁盤平均服務(wù)時(shí)間；優(yōu)點(diǎn)：改善了磁盤平均服務(wù)時(shí)間； 缺點(diǎn)：造成某些訪問請(qǐng)求長(zhǎng)期等待得不到缺點(diǎn)：造成某些訪問請(qǐng)求長(zhǎng)期等待得不到服務(wù)服務(wù)78 掃描算法（電梯算法）及變種掃描算法（電梯算法）及變種 克服了最短尋道優(yōu)先的缺點(diǎn)，既考慮了克服了最短尋道優(yōu)先的缺點(diǎn)，既考慮了距離，同時(shí)又考慮了方向。距離，同時(shí)又考慮了方向。 掃描調(diào)度（掃描調(diào)度（SCAN Scheduling)算法：算法： 磁頭總是單向移動(dòng)，但到達(dá)盤邊緣則改磁頭總是單向移動(dòng)，但到達(dá)盤邊緣則改變方向，磁頭移動(dòng)中為途中的所有請(qǐng)求變方向，磁頭移動(dòng)中為途中的所有請(qǐng)求服務(wù)。服務(wù)。910 上例中，假設(shè)磁頭最初向上例中，假

5、設(shè)磁頭最初向0 0道方向移動(dòng)道方向移動(dòng)（磁頭最初位置仍為（磁頭最初位置仍為5353），則），則SCANSCAN算法算法產(chǎn)生的順序是產(chǎn)生的順序是3737、1414、6565、6767、9898、122122、124124、183183。 如果一個(gè)請(qǐng)求到達(dá)時(shí)其要訪問的磁道剛?cè)绻粋€(gè)請(qǐng)求到達(dá)時(shí)其要訪問的磁道剛好在磁頭移動(dòng)前方，則該請(qǐng)求立即得到好在磁頭移動(dòng)前方，則該請(qǐng)求立即得到服務(wù)，反之如果剛好在磁頭后，則要等服務(wù)，反之如果剛好在磁頭后，則要等到磁頭返回以后再得到響應(yīng)。到磁頭返回以后再得到響應(yīng)。1112 循環(huán)掃描算法（循環(huán)掃描算法（Circular SCAN ,C-SCAN)Circular SCAN

6、 ,C-SCAN) 與電梯算法基本類似，只有一點(diǎn)不同：與電梯算法基本類似，只有一點(diǎn)不同：磁頭到頭掉頭后不是立即掃描，而是立磁頭到頭掉頭后不是立即掃描，而是立即回到起點(diǎn)再重新掃描，歸途中不服務(wù)。即回到起點(diǎn)再重新掃描，歸途中不服務(wù)。 循環(huán)掃描算法實(shí)際上把盤看做一個(gè)圓，最循環(huán)掃描算法實(shí)際上把盤看做一個(gè)圓，最大號(hào)的磁道與大號(hào)的磁道與0 0磁道相鄰。磁道相鄰。13 SCAN算法和算法和C-SCAN算法都是把盤的兩頭算法都是把盤的兩頭（即最小道和最大道）當(dāng)作起止點(diǎn)，實(shí)際（即最小道和最大道）當(dāng)作起止點(diǎn)，實(shí)際算法沒有這樣實(shí)現(xiàn)的，通常是磁頭一直移算法沒有這樣實(shí)現(xiàn)的，通常是磁頭一直移動(dòng)到當(dāng)前方向上不再有請(qǐng)求時(shí)（即服務(wù)完動(dòng)到當(dāng)前方向上不再有請(qǐng)求時(shí)（即服務(wù)完當(dāng)前方向上的最后一個(gè)請(qǐng)求時(shí)）就掉頭了。當(dāng)前方向上的最后一個(gè)請(qǐng)求時(shí)）就掉頭了。14習(xí)題 磁盤調(diào)度采用磁盤調(diào)度采用SCAN調(diào)度算法調(diào)度算法( (假設(shè)沿磁頭移動(dòng)方假設(shè)沿磁頭移動(dòng)方向不再有訪問請(qǐng)求時(shí)向不再有訪問請(qǐng)求時(shí), , 磁頭沿相反方向移動(dòng)磁頭沿相反方向移動(dòng).).) ，設(shè)任務(wù)隊(duì)列欲訪問的柱面號(hào)為設(shè)任務(wù)隊(duì)列欲訪問的柱面號(hào)為66、65、124、14、122、37、183、98。試計(jì)算服務(wù)結(jié)束時(shí)，