【正文】 移動量 : (530)+(1800)=233 LOOK移動量 : (5315)+(18015)=203 0 15 42 53 68 97 108 130 180 199 Look Scan 磁盤引臂調(diào)度 (disk head scheduling) ? CSCAN（ CLOOK） – 請求序列： 130， 42， 180， 15， 108， 68， 97 特點(diǎn)：所有磁道地位最長等待時(shí)間相同 問題： diskhead stickiness（磁頭粘性） 0 15 42 53 68 97 108 130 180 199 CLook CScan 磁盤引臂調(diào)度 (disk head scheduling) ? Nstep SCAN（ N步掃描） ? 將磁盤請求隊(duì)列分為若干個(gè)長度為 N的子隊(duì)列，每個(gè)隊(duì)列內(nèi)采用 SCAN算法 ? 例子：磁道由外向內(nèi)編號 099,磁頭當(dāng)前位置 20,向內(nèi)移動 ,N=4 ? 12, 5, 7, 30, 60, 77, 13, 26, 61, 80, 53, 66 ? 20→ 30→ 12→ 7→ 5→ 13→ 26→ 60→ 77→ 80→ 66→ 61 → 53 ? 當(dāng) N很大時(shí)，接近 SCAN算法 ? 當(dāng) N=1時(shí)，蛻化為 FCFS算法 磁盤引臂調(diào)度 (disk head scheduling) ? FSCAN（ Freezing SCAN，凍結(jié)掃描 ) ? 將磁盤請求分為兩個(gè)子隊(duì)列， ? 服務(wù)隊(duì)列 ? 請求隊(duì)列 ? 用 SCAN算法掃描服務(wù)隊(duì)列，并為請求服務(wù)，服務(wù)期間新到達(dá)的請求入請求隊(duì)列 ? 掃描完成后交換兩個(gè)隊(duì)列的地位 磁盤 I/O參數(shù) ? 首先分析一下讀 /寫一個(gè)磁盤塊需要多少時(shí)間。該公式給出的是平均旋轉(zhuǎn)延遲，它是磁盤旋轉(zhuǎn)一周時(shí)間的一半，即旋轉(zhuǎn)半周所花費(fèi)的時(shí)間。對于如下磁道請求1 8 70、 30，每個(gè)請求訪問對應(yīng)磁道上的一個(gè)扇區(qū)，問： ? (1)給出引臂移動序列，計(jì)算引臂移動量和尋道時(shí)間，忽略啟動時(shí)間； ? (2)計(jì)算平均旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間； ? (3)計(jì)算傳輸時(shí)間； ? (4)計(jì)算所有訪問處理時(shí)間。 ? Buffering vs. Caching ? buffering: one data copy ? caching: multiple data copy (slow多 , fast少 ) ? 硬緩沖與軟緩沖 ? 硬緩沖區(qū)通常設(shè)在設(shè)備中 ? 軟緩沖區(qū)通常設(shè)在內(nèi)存系統(tǒng)空間中 ? 私用緩沖與公共緩沖 ? 一個(gè)緩沖區(qū)與一個(gè)固定設(shè)備相聯(lián)系，不同設(shè)備使用不同的緩沖區(qū) ? 利用率低 ? 緩沖區(qū)由系統(tǒng)統(tǒng)一管理，按需要?jiǎng)討B(tài)分派給正在進(jìn)行 I/O傳輸?shù)脑O(shè)備 空緩沖 空緩沖 空緩沖 ... head 共 n個(gè) Var buf_num:semaphore。 } struct cblock *cfreelist。 //pointer to last block } struct buf //actually a buffer header, shared by all mounted disks { int b_flags。 //position on free list struct buf *av_back。 //low order core (buffer) address char *b_xmem。 //busy flag char d_errt。 //head of IO queue struct buf *d_actl。 char d_errt。 struct buf *d_actl。 ? 常見 RAID級別 : level0, …, level5。 ?訪問速度快； ?經(jīng)濟(jì)，空間利用率 100％； ?無容錯(cuò)能力，可靠性差。 ?可靠性 (恢復(fù)性 )高 。 ? 發(fā)現(xiàn) 2個(gè)錯(cuò)誤 , 糾正 1個(gè)錯(cuò)誤 . ?需要較多糾錯(cuò)盤存放漢明糾錯(cuò)碼 , 成本較高 。只用一個(gè)冗余磁盤存放奇偶校驗(yàn)位。 控 制 器 (0,1) 等待 (3) 寫請求 寫請求 Level3 (位級單個(gè)奇偶校驗(yàn) ) Level4 (塊級異或校驗(yàn) ): ? 數(shù)據(jù)分條以塊為單位 , 用異或運(yùn)算產(chǎn)生校驗(yàn)信息 , ? 校驗(yàn)信息保存在單獨(dú)的磁盤上。 例如 : 若 block7所在的 Disk4發(fā)生故障 , 要恢復(fù) block7。 ?不涉及相同數(shù)據(jù)盤和校驗(yàn)盤的寫操作可以并行 。 , February 13, 2023 雨中黃葉樹，燈下白頭人。 :10:4802:10:48February 13, 2023 1他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。 2023年 2月 13日星期一 2時(shí) 10分 48秒 02:10:4813 February 2023 1做前，能夠環(huán)視四周；做時(shí)，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。 :10:4802:10Feb2313Feb23 1世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。 。 , February 13, 2023 閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。 2023年 2月 13日星期一 2時(shí) 10分 48秒 02:10:4813 February 2023 1一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。 2023年 2月 13日星期一 上午 2時(shí) 10分 48秒 02:10: 1最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。 :10:4802:10Feb2313Feb23 1越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯(cuò)兒。 2023年 2月 13日星期一 2時(shí) 10分 48秒 02:10:4813 February 2023 1空山新雨后，天氣晚來秋。 :10:4802:10:48February 13, 2023 1意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。 , February 13, 2023 很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。 。 :10:4802:10Feb2313Feb23 1故人江海別，幾度隔山川。 RAID級別 (Cont.) 表 81 RAID 級別的比較 Level 分條粒度 讀并發(fā)性 寫并發(fā)性 冗余 (容錯(cuò) /開銷 ) 0 塊 支持 支持 無 1 塊 支持 不支持 鏡像 2 位 不支持 不支持 漢明糾錯(cuò)碼奇偶校驗(yàn)與恢復(fù) 3 位 不支持 不支持 單個(gè)奇偶校驗(yàn) 4 塊 支持 不支持 塊級異或校驗(yàn) 5 塊 支持 支持 塊級分布式異或校驗(yàn) Remark on Software RAID ? Pros: ? cost less ? simplicity ? Cons: ? performance ? boot volume limitation //導(dǎo)引卷不能是 RAID ? level support: only 0,1,5 are supported ? OS patibility: multiple problem ? other software patibility ? reliability ? software bugs Benefit from RAID ? Increased read/write speed ? Improved data reliability ? Enlarged storage capacity ? multiple disks viewed as a single volume 虛擬設(shè)備 ? 概念 ? 利用共享型設(shè)備實(shí)現(xiàn)的數(shù)量較多、速度較快的獨(dú)占型設(shè)備 ? 引入 ? 用戶直接使用獨(dú)占型設(shè)備效率低 ? 實(shí)現(xiàn) ? 輸入型虛擬設(shè)備 ? 輸出型虛擬設(shè)備 ? 虛擬設(shè)備的例子 ? SPOOLing輸入 ? SPOOLing輸出 虛擬設(shè)備引入 ?用戶使用獨(dú)占型設(shè)備活動： – 申請，使用，使用， … ，使用，釋放 ?缺點(diǎn)： – 速度： CPU與設(shè)備速度不匹配 – 設(shè)備利用率：占有期間不一定一直使用 進(jìn)程獨(dú)占此設(shè)備 ?方法： – 在進(jìn)程與獨(dú)占型設(shè)備之間增加共享設(shè)備緩沖 虛擬 設(shè)備 虛擬 設(shè)備 虛擬 設(shè)備 虛擬 設(shè)備 進(jìn)程 獨(dú)占設(shè)備 共享設(shè)備（如磁盤） 間斷傳輸 連續(xù)傳輸 … … 虛擬設(shè)備的實(shí)現(xiàn) ?輸入型虛擬設(shè)備的實(shí)現(xiàn) – 申請： ? 分配一虛設(shè)備 ? 分配一實(shí)設(shè)備 ? 信息由實(shí)設(shè)備 ?虛設(shè)備 ? 去配該實(shí)設(shè)備 – 使用： ? 信息由虛設(shè)備 ?進(jìn)程空間 – 釋放： ? 去配虛設(shè)備 ?輸出型虛擬設(shè)備的實(shí)現(xiàn) – 申請： ? 分配一虛設(shè)備 – 使用： ? 信息由進(jìn)程空間 ?虛設(shè)備 – 釋放： ? 分配一實(shí)設(shè)備 ? 信息由虛設(shè)備 ?實(shí)設(shè)備 ? 去配實(shí)設(shè)備 ? 去配虛設(shè)備 虛擬設(shè)備的實(shí)現(xiàn) 虛擬設(shè)備的例子 ? SPOOLing輸入 ? 作業(yè)預(yù)輸入（輸入機(jī) ?輸入井） ? SPOOLing輸出 ? 作業(yè)緩輸出（輸出井 ?輸出機(jī)） ? SPOOLing ? Simultaneous Peripheral Operation OnLine ? 由 SPOOLing程序控制通道完成 作業(yè)控制塊 (Job Control Block) ? 作業(yè)存在標(biāo)志，其中保存系統(tǒng)管理作業(yè)需要的全部信息。 block0 block4 block8 block12 P16~19 …… Disk1 控 制 器 (1) (6) 寫請求 寫請求 block1 block5 block9 P12~15 bl