操作系統(tǒng)磁盤的驅(qū)動調(diào)度.ppt

1、62 磁盤的驅(qū)動調(diào)度 磁盤的驅(qū)動方式不同，從磁盤上獲得信息的時間也不同，影響信息獲得的時間還有數(shù)據(jù)在磁盤上的分布。 621 磁盤的結(jié)構(gòu) “磁頭號”。 “柱面號” 。 “扇區(qū)號,磁盤的結(jié)構(gòu)如下圖所示,執(zhí)行一次輸入輸出所花的時間有： 尋找時間、延遲時間、傳送時間,假定用T表示每個柱面上的磁道數(shù)，用S表示每個盤面上的扇區(qū)數(shù)，則第i柱面，j磁頭，k扇區(qū)所對應(yīng)的塊號b可有如下公式確定： b=k+S*(j+i*T) 在上述的假定下，每個柱面上有S*T個磁盤塊，為了計算第P塊在磁盤上的位置，可以令D=S*T,設(shè)M=PD,N=P mod D。于是，第P塊在磁盤上的位置為： 柱面號=M 磁頭號=NS 扇區(qū)號=N

2、 mod S,622 磁盤的驅(qū)動調(diào)度 為了使尋找時間和延遲時間盡可能小，系統(tǒng)往往采用一定的調(diào)度策略來決定各等待訪問者的執(zhí)行次序，這項工作稱磁盤的“驅(qū)動調(diào)度”，采用的調(diào)度算法稱“驅(qū)動調(diào)度算法”。對磁盤來說，驅(qū)動調(diào)度有“移臂調(diào)度”和“旋轉(zhuǎn)調(diào)度”兩部分組成。 一、移臂調(diào)度 常用的移臂調(diào)度算法有： 先來先服務(wù)算法 最短尋找時間優(yōu)先算法 電梯調(diào)度算法 單向掃描算法,在例子中假設(shè)柱面的編號從0到199。例如，如果現(xiàn)在讀寫磁頭正在53號柱面上執(zhí)行輸入輸出操作，而等待訪問者依次要訪問的柱面為98，183，37，122，14，124，65，67。 1先來先服務(wù)調(diào)度算法 當(dāng)53號柱面上的操作結(jié)束后，訪問柱面的次序

3、為98，183，37，122，14，124，65，67。 讀寫磁頭總共移動了640個柱面的距離,2最短尋找時間優(yōu)先調(diào)度算法 現(xiàn)在當(dāng)53號柱面的操作結(jié)束后，訪問次序為65、67、37、14，98，122，124，183。 讀寫磁頭總共移動了236個柱面的距離,3. 電梯調(diào)度算法 由于該算法是與移動臂的方向有關(guān)，所以，應(yīng)分兩種情況來討論。 (1)移動臂是向外移的。當(dāng)前正在53號柱面執(zhí)行操作的讀寫磁頭是移動臂由里向外(向0號柱面方向)帶到53號柱面的位置，因此，當(dāng)訪問53號柱面的操作結(jié)束后，依次訪問的次序為37、14，65，67，98，122，124，183。讀寫磁頭共移動了208個柱面的距離。 (

4、2)移動臂是向里移的。當(dāng)前正在53號柱面執(zhí)行操作的讀寫磁頭是移動臂由外向里(向柱面號增大方向)帶到53號柱面的位置，因此，當(dāng)訪問53號柱面的操作結(jié)束后，依次訪問的次序為65、67，98，122，124，183、37，14柱面的訪問者服務(wù)。讀寫磁頭共移動了299個柱面的距離,電梯調(diào)度”與“最短尋找時間優(yōu)先”的比較： 相同：都是盡量減少移動臂移動時所化的時間； 不同：“最短尋找時間優(yōu)先”不考慮臂的移動方向； “電梯調(diào)度”考慮臂的移動方向。 優(yōu)點(diǎn)：電梯調(diào)度算法是一種簡單、實用且高效的調(diào)度算法。 缺點(diǎn)：由于移動臂改變方向是機(jī)械動作，速度相對較慢。 在實現(xiàn)時除了要記住讀寫磁頭的當(dāng)前位置外，還必須記住移動

5、臂的移動方向,4單向掃描調(diào)度算法 執(zhí)行次序為65，67，98，122，124，183、14，37。除了移動臂由里向外返回（從199返回到0）所用的時間外，讀寫磁頭還需移動183個柱面的距離,調(diào)度算法比較：除了“先來先服務(wù)”調(diào)度算法外，其余三種調(diào)度算法都是根據(jù)欲訪問的柱面位置來進(jìn)行調(diào)度的。在調(diào)度過程中可能有新的請求訪問者加入，這些新的請求訪問者加入時，如果讀寫磁頭已經(jīng)超過了它們所要訪問的柱面位置，則只能在以后的調(diào)度中被選擇執(zhí)行。 在多道程序設(shè)計系統(tǒng)中，在等待訪問磁盤的若干請求訪問者中，有些請求訪問者可能要求訪問的柱面號相同，但各自要求訪問同一柱面上的不同磁道，或訪問同一柱面同一磁道上不同扇區(qū)。所

6、以，在進(jìn)行移臂調(diào)度時，按照某種算法把移動臂定位到某個柱面后，應(yīng)讓等待訪問這個柱面的各個訪問者的輸入輸出操作都完成后再改變移動臂的位置,二、旋轉(zhuǎn)調(diào)度 根據(jù)延遲時間來決定執(zhí)行次序的調(diào)度稱為“旋轉(zhuǎn)調(diào)度”。 應(yīng)分析下列情況： (1)若干等待訪問者請求訪問同一磁道上的不同扇區(qū)。 (2)若干等待訪問者請求訪問不同磁道上的不同扇區(qū)。 (3)若干等待訪問者請求訪問不同磁道上相同扇區(qū),例如，有4個訪問5號柱面的請求訪問者，它們的訪問要求如下表所示,對它們進(jìn)行旋轉(zhuǎn)調(diào)度后，它們的執(zhí)行次序可能是，或,三、信息的優(yōu)化分布 例如，某系統(tǒng)對磁盤初始化時把每條盤面分成8個扇區(qū)，今有8條邏輯記錄被存放在同一條磁道上供處理程序使用，處理程序要求順序處理這8條記錄，每次請求從磁盤上讀一條記錄，然后對讀出的記錄要花5毫秒的時間進(jìn)行處理，以后再讀下一條記錄進(jìn)行處理，直至8條記錄都處理結(jié)束。假定磁盤轉(zhuǎn)速為20毫秒周，現(xiàn)把這8條邏輯記錄依次存放在磁道上，如下圖 (a)所示。 顯然，讀一條記錄要花25毫秒的時間。當(dāng)花了25毫秒的時間讀出第1條記錄并花5毫秒時間進(jìn)行處理后，讀寫磁頭已經(jīng)在第4條記錄的位置，為了順序處理第2條記錄，必須等待磁盤把第2條記錄旋轉(zhuǎn)到讀寫磁頭位置下面，即要有15毫秒的延遲時間。于是，處理這8條記錄所要花費(fèi)的時間為 ： 8*(25十5)十7*15=165(ms,a) (b,如果我