【正文】 同磁盤中的相同位置。當(dāng)要將數(shù)據(jù)傳送到主存時(shí)，采取并行傳輸方式，將各個(gè)盤塊中的數(shù)據(jù)同時(shí)向主存中傳輸，從而使傳輸時(shí)間大大減少。 66 文件系統(tǒng)的安全性和 數(shù)據(jù)一致性 ? 備份 建立副本：把同一個(gè)文件保存到多個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)上，當(dāng)某個(gè)文件損壞或丟失時(shí)，就可用其他存儲(chǔ)介質(zhì)上的備用副本來替換 轉(zhuǎn)儲(chǔ)：海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)、增量轉(zhuǎn)儲(chǔ) 663 文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)一致性 一致性檢查分為兩種：塊的一致性檢查和文件的一致性檢查 ? 塊的一致性檢查 為了保證盤塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一致性，可利用軟件方法構(gòu)成一個(gè)計(jì)數(shù)器表，每個(gè)盤塊對(duì)應(yīng)一個(gè)表項(xiàng)，每一表頂中包含兩個(gè)計(jì)數(shù)器，分別用作空閑盤塊號(hào)計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)盤塊號(hào)計(jì)數(shù)器 66 文件系統(tǒng)的安全性和 數(shù)據(jù)一致性 正常情況下，上述兩組計(jì)數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)的一對(duì)計(jì)數(shù)器中的數(shù)據(jù)應(yīng)互補(bǔ)，亦某個(gè)盤塊在第一組計(jì)數(shù)器中數(shù)器值為 1，則在第二組計(jì)數(shù)器中計(jì)數(shù)器內(nèi)容必為 0，反之亦然。但如果情況并非如此時(shí)，說明發(fā)生了某種錯(cuò)誤 66 文件系統(tǒng)的安全性和 數(shù)據(jù)一致性 66 文件系統(tǒng)的安全性和 數(shù)據(jù)一致性 ? 文件一致性的檢查 重復(fù)文件的數(shù)據(jù)一致性 ：在有重復(fù)文件時(shí)，如果 — 個(gè)文件拷貝修改了，則必須同時(shí)修改它的幾個(gè)文件拷貝，保證該文件中數(shù)據(jù)的一致性 共享文件的數(shù)據(jù)一致性 ：文件的共享計(jì)數(shù)和當(dāng)前共享該文件的用戶個(gè)數(shù)相一致 66 文件系統(tǒng)的安全性和 數(shù)據(jù)一致性 ? 提高文件系統(tǒng)的性能措施 ?塊高速緩存 系統(tǒng)在主存中保存一些存儲(chǔ)塊，這些存儲(chǔ)塊在邏輯上它們屬于磁盤。 工作時(shí)，系統(tǒng)檢查所有的讀請(qǐng)求，看所需的文件塊是否在高速緩存中。如果在，則可直接在主存中進(jìn)行讀操作。否則，首先要將塊讀到高速緩存中，再拷貝到所需的地方。 ?磁盤空間的合理分配 在磁盤空間中分配塊時(shí)，應(yīng)該把有可能順序存取的塊放在一起，最好在同一柱面上。 ?對(duì)磁盤調(diào)度算法進(jìn)行優(yōu)化 67 磁盤調(diào)度 671 磁盤 I/O時(shí)間 采用移動(dòng)磁頭的磁盤要訪問某特定的物理塊時(shí)，所用時(shí)間一般包括三部分 ： ? 查找時(shí)間 按給定的柱面號(hào)（磁道號(hào)）將讀寫磁頭移動(dòng)指定的柱面或磁道上的時(shí)間 ? 等待時(shí)間 等待磁盤旋轉(zhuǎn)，使讀寫的塊位于讀寫磁頭之下的時(shí)間 ? 傳輸時(shí)間 主存和磁盤之間數(shù)據(jù)的實(shí)際傳送所用的時(shí)間 67 磁盤調(diào)度 672 磁盤的移臂調(diào)度算法 ? 先來先服務(wù)調(diào)度算法 FCFS 算法：根據(jù)訪問請(qǐng)求的先后次序選擇先提出訪問請(qǐng)求的為之服務(wù) 優(yōu)缺點(diǎn)：是磁盤調(diào)度的最簡(jiǎn)單的一種形式，它既容易實(shí)現(xiàn)，又公平合理，缺點(diǎn)是效率不高 ? 最短查找時(shí)間優(yōu)先算法 SSTF 算法：以磁頭移動(dòng)距離的大小作為優(yōu)先的因素，從當(dāng)前磁頭位置出發(fā)，選擇離磁頭最近的磁道為其服務(wù) 優(yōu)缺點(diǎn)：減少了磁道平均查找時(shí)間，但沒考慮磁頭移動(dòng)的方向，也沒有考慮進(jìn)程在隊(duì)列中等待的時(shí)間 67 磁盤調(diào)度 ?掃描算法 ? 電梯調(diào)度算法 算法：是選請(qǐng)求隊(duì)列中沿磁臂前進(jìn)方向最接近于磁頭所在柱面的訪問請(qǐng)求作為下一個(gè)服務(wù)對(duì)象 優(yōu)缺點(diǎn)：算法簡(jiǎn)單、實(shí)用且高效，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，但有時(shí)有的請(qǐng)求等待時(shí)間可能很長(zhǎng) 例如，如果在為訪問 43號(hào)柱面的請(qǐng)求者服務(wù)后，當(dāng)前正在為訪問 67號(hào)柱面的請(qǐng)求者服務(wù)，同時(shí)有若干請(qǐng)求者在等待服務(wù)，它們依次要訪問的柱面號(hào)為 186， 47， 9， 77， 194， 150，10， 135， 110。 67 磁盤調(diào)度 按照先來先服務(wù)的策略，處理順序 186→47→9→77→194→150→10→135→110 。 用最短尋找時(shí)間優(yōu)先算法服務(wù)的順序?yàn)椋? 77→47→10→9→110→135→150→186→194 。 用電梯調(diào)度算法，服務(wù)次序?yàn)? 77→110→135→150→186→194→47→10→9 。 67 磁盤調(diào)度 ? N步掃描策略 N步 SCAN算法是將磁盤請(qǐng)求隊(duì)列分成若干個(gè)長(zhǎng)度為 N的子隊(duì)列，磁盤調(diào)度將按 FCFS算法依次處理這些子隊(duì)列。而每處理一個(gè)隊(duì)列時(shí)又是按 SCAN算法，對(duì)一個(gè)隊(duì)列處理完后，再處理其他隊(duì)列。 當(dāng)正在處理某子隊(duì)列時(shí)，如果又出現(xiàn)新的磁盤 I/O請(qǐng)求，便將新請(qǐng)求進(jìn)程放入其他隊(duì)列，這樣就可避免出現(xiàn)粘著現(xiàn)象。 67 磁盤調(diào)度 ? 單向掃描策略 磁盤單向移動(dòng)。當(dāng)移動(dòng)臂向內(nèi)移動(dòng)時(shí)，它對(duì)本次移動(dòng)開始前到達(dá)的各訪問要求自外向內(nèi)地依次給予服務(wù)，直到對(duì)最內(nèi)柱面上的訪向要求滿足后，然后移動(dòng)臂直接向外移動(dòng)，停在所有新的訪問要求的最外邊的柱面上。然后再對(duì)本次移動(dòng)前到達(dá)的各訪問要求依次給予服務(wù) ? SCAN算法 FSCAN算法實(shí)質(zhì)是 N步 SCAN算法的簡(jiǎn)化。 將磁盤請(qǐng)求訪問隊(duì)列分成兩個(gè)子隊(duì)列，一是當(dāng)前所有請(qǐng)求磁盤 (I／ O)的進(jìn)程形成的隊(duì)列，由磁盤調(diào)度按 SCAN算法進(jìn)行處理。另 — 個(gè)隊(duì)列則是在掃描期間．新出現(xiàn)的所有請(qǐng)求磁盤 I／ O進(jìn)程的隊(duì)列，把它們排入另一個(gè)等待處理的請(qǐng)求隊(duì)列。 67 磁盤調(diào)度 673 磁盤的優(yōu)化分布 有些系統(tǒng)，對(duì)數(shù)據(jù)的存放位置進(jìn)行優(yōu)化分布可減少延遲時(shí)間，從而縮短了輸入輸出操作的時(shí)間 有些系統(tǒng)，對(duì)數(shù)據(jù)的存放位置進(jìn)行優(yōu)化分布可減少延遲時(shí)間，從而縮短了輸入輸出操作的時(shí)間。例如，某系統(tǒng)對(duì)磁盤初始化時(shí)把每個(gè)盤面分成 8個(gè)扇區(qū)，今有 8個(gè)邏輯記錄被存放在同一個(gè)磁道上供處理程序使用，處理程序要求順序處理這 8個(gè)記錄，每次請(qǐng)求從磁盤上讀一個(gè)記錄，然后對(duì)讀出的記錄要花 5毫秒的時(shí)間進(jìn)行處理，以后再讀下一個(gè)記錄進(jìn)行處理，直至 8個(gè)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個(gè)邏輯記錄依次存放在磁道上，如圖 (a)所示。 67 磁盤調(diào)度 (a)讀一個(gè)記錄要花 。當(dāng)花了 間讀出第 1個(gè)記錄并花 5毫秒時(shí)間進(jìn)行處理后，讀寫磁頭已經(jīng)在第 4個(gè)記錄的位置，為了順序處理第 2個(gè)記錄，必須等待磁盤把第 2個(gè)記錄旋轉(zhuǎn)到讀寫磁頭位置下面，即要有 15毫秒的延遲時(shí)間。處理這 8個(gè)記錄所要花費(fèi)的時(shí)間為 8 (+5)+7 15=165(ms) 67 磁盤調(diào)度 (b)是這 8個(gè)邏輯記錄的最優(yōu)分布。當(dāng)讀出一個(gè)記錄處理后，讀寫磁頭正好位于順序的下一個(gè)記錄位置，可立即讀出該記錄，不必花費(fèi)等待延遲時(shí)間。于是，處理這 8個(gè)記錄所要花費(fèi)的時(shí)間為 8 (+5)=60(ms) 67 磁盤調(diào)度