【文章內容簡介】 旋轉延遲時間 Tτ為 ；對于軟盤，其旋轉速度為 300r/min或 600r/min，這樣，平均 Tτ為50～ 100ms。 ?（ 3）傳輸時間 ? 傳輸時間（ Tt）是指把數據從磁盤讀出或向磁盤寫入 ? 可將訪問時間 Ta表示為： 磁盤調度 ?磁盤是可供多個進程共享的設備，當有多個進程都要求訪問磁盤時，應采用一種最佳的調度算法，以使各進程對磁盤的平均訪問時間最小。由于在磁盤訪問的時間中，主要是尋道時間，因此，磁盤調度的目標，是使磁盤的平均尋道時間最少。 ?目前常用的磁盤調度算法有：先來先服務、最短尋道時間優(yōu)先、掃描算法等。 1．先來先服務 ? 先來先服務（ FirstCome， First Served，F(xiàn)CFS）是一種最簡單的磁盤調度算法。它根據進程請求訪問磁盤的先后次序進行調度。此算法的優(yōu)點是公平、簡單，且每個進程的請求都能依次得到處理，不會出現(xiàn)某一進程的請求長期得不到滿足的情況。但此算法由于未對尋道進行優(yōu)化，致使平均尋道時間可能較長。如圖 610所示給出了有 9個進程先后提出磁盤 I/O請求時，按 FCFS算法進行調度的情況。 2．最短尋道時間優(yōu)先 ? 最短尋道時間優(yōu)先（ Shortest Seek Time First，SSTF）算法考慮了各個請求之間的區(qū)別，總是先執(zhí)行查找時間最短的那個磁盤請求。從而，較“先來先服務”算法有較好的尋道性能。圖 611所示給出了按 SSTF算法進行調度時，各進程被調度的次序和每次磁頭移動的距離，以及 9次磁頭平均移動距離。與先來先服務算法相比，最短尋道時間優(yōu)先算法節(jié)省了幾乎一半的移臂時間。但是本算法存在“饑餓”現(xiàn)象，隨著源源不斷靠近當前磁頭位置讀寫請求的到來，使早來的但距離當前磁頭位置遠的讀寫請求服務被無限期推遲。 3．掃描算法 ? 掃描算法（ SCAN）是簡單而實用的一種算法。該算法每次總是選擇沿臂的移動方向最近的那個柱面。如果沿這個方向沒有訪問的請求時，就改變臂的移動方向，并使移動頻率極小化，然后，處理所遇到的最近的 I/O請求，這非常類似于電梯的調度規(guī)則。每當要求訪問磁盤時，操作系統(tǒng)查看磁盤機是否空閑。如果空閑就立即移臂，然后，將當前移動方向和本次停留的位置都登記下來。如果不空，就讓請求者等待并把它要求訪問的位置登記下來，按照既定的調度算法對全體等待者進行尋查定序，下次按照優(yōu)化的次序執(zhí)行。最短尋道時間優(yōu)先算法雖有較好的尋道性能，但可能會造成進程“饑餓”狀態(tài)，而掃描算法克服了這一缺點。掃描算法偏愛那些最接近里面或靠外的請求，對最近掃描跨過去的區(qū)域響應會較慢。如圖 612所示給出了按SCAN算法對 9個進程進行調度的次序和每次磁頭移動的距離。 4．循環(huán)掃描算法 ? 掃描算法雖能杜絕饑餓，但性能尚待改進，在磁盤請求對柱面的分布是均勻的情況下，當磁頭到頭并轉向時，靠近磁頭一端的請求特少，有許多請求集中分布在遠離磁頭的一端，而這些請求的等待時間會較長。循環(huán)掃描（ CSCAN）算法能克服這個缺點。這是為適應不斷有大量柱面均勻分布的存取請求進入系統(tǒng)的情況而設計的一種掃描方式。移動臂總是從 0號柱面至最大號柱面順序掃描，然后，直接返回 0號柱面重復進行，歸途中不再服務，構成了一個循環(huán)，這就減少了處理新來請求的最大延遲。CSCAN算法規(guī)定磁頭單向移動。如圖 613所示給出了CSCAN算法對 9個進程進行調度的次序及每次磁頭移動的距離。 5．分步掃描（ NSTEPSCAN） ? 在 SSTF、 SCAN及 CSCAN幾種調度算法中，都可能出現(xiàn)磁臂停留在某處不動的情況。例如，有一個或幾個進程對某一磁道有較高的訪問頻率，即這個（些）進程反復請求對某一磁道的 I/O操作，從而壟斷了整個磁盤設備。我們把這一現(xiàn)象稱為“磁臂粘著”。 ? N步 SCAN算法是將磁盤請求隊列分成若干個長度為 N的子隊列，磁盤調度將按 FCFS算法依次處理這些子隊列。而每處理一個隊列時又是按 SCAN算法，對一個隊列處理完后，再處理其他隊列。 ? 當正在處理某子隊列時，如果又出現(xiàn)新的磁盤 I/O請求，便將新請求進程放入其他隊列，這樣就可避免出現(xiàn)粘著現(xiàn)象。 ? 當 N值取得很大時，會使 N步掃描法的性能接近于 SCAN算法的性能；當 N=1時， N步 SCAN算法便蛻化為 FCFS算法。 ?（ 2） FSCAN ? FSCAN算法實質上是 N步 SCAN算法的簡化， 即 FSCAN只將磁盤請求隊列分成兩個子隊列。一個是由當前所有請求磁盤 I/O的進程形成的隊列，由磁盤調度按 SCAN算法進行處理。在掃描期間，將新出現(xiàn)的所有請求磁盤 I/O的進程， 放入另一個等待處理的請求隊列。這樣，所有的新請求都將被推遲到下一次掃描時處理。 提高磁盤 I/O速度的一些方法 ? 1．提前讀 ? 可在讀當前盤塊的同時，提前把下一個盤塊數據也讀入磁盤緩沖區(qū)。這樣一來，當下次要讀盤塊中的那些數據時，由于已經提前把它們讀入了緩沖區(qū)，便可直接使用數據，而不必再啟動磁盤 I/O，從而，減少了讀數據的時間，也就相當于提高了磁盤 I/O速度?！疤崆白x”功能已被許多操作系統(tǒng)廣泛采用。 ? 2．延遲寫 ? 在執(zhí)行寫操作時，磁盤緩沖區(qū)中的數據本來應該立即寫回磁盤，但考慮到該緩沖區(qū)中的數據不久之后再次被輸出進程或其他進程訪問，因此，并不馬上把緩沖區(qū)中數據寫盤，而是把它掛在空閑緩沖區(qū)隊列的末尾。隨著空閑緩沖區(qū)的使用，存有輸出數據的緩沖區(qū)也不停地向隊列頭移動，直至移動到空閑緩沖區(qū)隊列之首。當再有進程申請緩沖區(qū)，且分到了該緩沖區(qū)時，才把其中的數據寫到磁盤上，于是這個緩沖區(qū)可作為空閑緩沖區(qū)分配了。只要存有輸出數據的緩沖區(qū)還在隊列中，任何訪問該數據的進程，可直接從中讀出數據，不必再去訪問磁盤。這樣做，可以減少磁盤的 I/O時間，相當于提高了 I/O速度。 ? 3．虛擬盤 ? 虛擬盤是指用內存空間去仿真磁盤，又叫 RAM盤。該盤的設備驅動程序可以接受所有標準的磁盤操作，但這些操作的執(zhí)行，不是在磁盤上而是在內存中。操作過程對用戶是透明的，即用戶并不會發(fā)現(xiàn)這與真正的磁盤操作有什么不同，而僅僅是更快一些。虛擬盤是易失性存儲器，一旦系統(tǒng)或電源發(fā)生故障，或重新啟動系統(tǒng)時，原來保存在虛擬盤中的數據會丟失。因此，該盤常用于存放臨時文件。虛擬盤與磁盤高速緩存的主要區(qū)別在于：前者內容完全由用戶控制，而后者的內容是由操作系統(tǒng)控制的。 設備分配 ? 設備分配中的數據結構 ? 設備分配過程 ? 設備分配應考慮的因素 ? 設備獨立性 設備分配中的數據結構 ?在進行設備分配時，通常都需要借助于一些表格，在表格中記錄了相應設備或設備控制器的狀態(tài)及對設備或設備控制器進行控制所需的信息。在進行設備分配時所需的數據結構有設備控制表、系統(tǒng)設備表、控制器控制表、通道控制表等。 1．設備控制表 ? 系統(tǒng)為每一個 I/O設備都配置了一張用于記錄本設備情況的設備控制表（ Device Control Table，DCT）。 DCT主要包括以下內容。 ? ① 設備標識符。 ? ② 設備類型。 ? ③ 設備隊列隊首指針。 ? ④ 設備狀態(tài)。 ? ⑤ 與設備連接的控制器表指針。 ? ⑥ 重復執(zhí)行次數。 2．系統(tǒng)設備表 ?整個系統(tǒng)中有一張系統(tǒng)設備表（ System Device Table， SDT），它記錄已被連接到系統(tǒng)中的所有物理設備的情況，并為每個物理設備設一表目項。 SDT的每個表目項包括的內