操作系統(tǒng)原理課件-第八章-i-o管理-資料下載頁
2025-08-04 16:51本頁面
【正文】 務(wù)的請(qǐng)求，那么所有的算法實(shí)際上是等效的，只需用最易實(shí)現(xiàn)的 FCFS算法即可。 而如果系統(tǒng)中磁盤的負(fù)荷很重，則采用SCAN和 CSCAN算法更合適。一般采用 SSTF較普遍，可有效地提高磁盤 I/O性能。 ② 文件的物理存放方式對(duì)磁盤請(qǐng)求有很大影響。 如果一程序讀取連續(xù)文件，那么所讀文件占用的盤塊是鄰接在一起的，盤 I/O請(qǐng)求是連續(xù)的，磁頭的移動(dòng)就很少。 對(duì)于串聯(lián)文件和索引文件來說，所包含的盤塊可能散布在磁盤各處，執(zhí)行 I/O操作時(shí)磁頭移動(dòng)的距離會(huì)較大。 ③ 目錄和索引塊的位置對(duì) I/O請(qǐng)求隊(duì)列有重要影響。 讀寫文件時(shí)要檢索目錄結(jié)構(gòu)，若文件數(shù)據(jù)和它的目錄項(xiàng)在盤上的位置相距很遠(yuǎn)，那么磁頭的移動(dòng)幅度將會(huì)很大。 ④ 旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間的影響。 磁盤的 I/O速度遠(yuǎn)低于內(nèi)存的訪問速度，這使得磁盤存儲(chǔ)系統(tǒng)很容易成為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的瓶頸，人們便千方百計(jì)地去提高磁盤I/O的速度，常見的方法有磁盤高速緩存Disk Cache、提前讀、延遲寫、虛擬盤、廉價(jià)磁盤冗余陣列 RAID、優(yōu)化物理布局等。 例：有 5個(gè)記錄 A、 B、 C、 D、 E，存放在某磁盤的某磁道上。假定這個(gè)磁道劃分成 5塊，每塊存放一個(gè)記錄， 5塊中分別存放著記錄 A、 B、 C、 D、 E?，F(xiàn)在要順序處理這 5個(gè)記錄，如果盤旋轉(zhuǎn)一周需 20ms，處理程序每讀出一個(gè)記錄后要花 6ms進(jìn)行處理。試問： 1）處理完這 5個(gè)記錄所需的總時(shí)間是多少？ 2）為減少磁盤旋轉(zhuǎn)的周數(shù)，應(yīng)如何安排這 5個(gè)記錄，并計(jì)算所需的時(shí)間。 解： 1）所需的總時(shí)間 =20ms*5+6ms=106ms。 因每轉(zhuǎn)過一個(gè)記錄需 20ms/5=4ms，每讀出一個(gè)記錄后需要 6ms的處理時(shí)間，等處理完再讀下一個(gè)記錄時(shí)，只能等到下一周，所以每旋轉(zhuǎn)一周讀出一個(gè)記錄。當(dāng)讀出第 5個(gè)記錄的時(shí)候，第 5周剛好轉(zhuǎn)完，因此，需要另外加 6ms的數(shù)據(jù)處理時(shí)間。 2）為減少磁盤旋轉(zhuǎn)的周數(shù)，將記錄安排改進(jìn)為： 5塊中分別存放著記錄 A、 C、 E、 B、D。改進(jìn)后，所需總時(shí)間 =20ms*32ms=58ms 塊號(hào) 1 2 3 4 5 記錄號(hào) A B C D E 塊號(hào) 1 2 3 4 5 記錄號(hào) A C E B D 解： 1）因每轉(zhuǎn)過一個(gè)記錄需 20ms/5=4ms，每讀出一個(gè)記錄后需要6ms的處理時(shí)間。 處理完 A并到達(dá) B的起始位置所需時(shí)間為： 4+6+14=24ms 處理完 B并到達(dá) C的起始位置所需時(shí)間為： 4+6+14=24ms 處理完 C并到達(dá) D的起始位置所需時(shí)間為： 4+6+14=24ms 處理完 D并到達(dá) E的起始位置所需時(shí)間為： 4+6+14=24ms 處理完 E所需時(shí)間為： 4+6=10ms 所需的總時(shí)間 =24ms*4+10ms=106ms 塊號(hào) 1 2 3 4 5 記錄號(hào) A B C D E 2）為減少磁盤旋轉(zhuǎn)的周數(shù)，將記錄安排改進(jìn)為： 5塊中分別存放著記錄 A、 C、 E、 B、 D。 那么： 處理完 A并到達(dá) B的起始位置所需時(shí)間為： 4+6+2=12ms 處理完 B并到達(dá) C的起始位置所需時(shí)間為： 4+6+2=12ms 處理完 C并到達(dá) D的起始位置所需時(shí)間為： 4+6+2=12ms 處理完 D并到達(dá) E的起始位置所需時(shí)間為： 4+6+2=12ms 處理完 E所需時(shí)間為： 4+6=10ms 所需的總時(shí)間 =12ms*4+10ms=58ms 塊號(hào) 1 2 3 4 5 記錄號(hào) A C E B D 習(xí)題一： 假設(shè)一個(gè)磁盤有 200個(gè)磁道，編號(hào)從 0199，當(dāng)前磁頭正位于 143道上服務(wù)，并且剛剛完成了 125道的請(qǐng)求。如果尋道請(qǐng)求隊(duì)列的順序是： 8 14 9 17 9 150、 10 17130 問：下列算法各自磁頭移動(dòng)總量是多少？ （ 1） FCFS；（ 2） SSTF；（ 3） SCAN； （ 4） CSCAN；（ 5） LOOK。 （ 6） CLOOK 。 習(xí)題二 ： 有 10個(gè)記錄 A、 B， …… ， J存放在某磁盤的某磁道上。假定這個(gè)磁道劃分成 10塊，每塊存放一個(gè)記錄，安排見下表： 現(xiàn)在要順序處理這 10個(gè)記錄，如果盤旋轉(zhuǎn)一周需 20ms，處理程序每讀出一個(gè)記錄后要花 4ms進(jìn)行處理。試問： 1）處理完這 10個(gè)記錄所需的總時(shí)間是多少？ 2）為減少磁盤旋轉(zhuǎn)的周數(shù)，應(yīng)如何進(jìn)行優(yōu)化分布來安排這 10個(gè)記錄，并計(jì)算所需的時(shí)間。 塊號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 記錄號(hào) A B C D E F G H I J
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