【正文】 在新區(qū)域中引用計(jì)數(shù)不變的目的是避免密集訪(fǎng)問(wèn)對(duì)引用計(jì)數(shù)不利影響； 在中間區(qū)域和舊區(qū)域中引用計(jì)數(shù)加 1是為了使用 LFU算法； ? 未緩存數(shù)據(jù)塊讀入后放在棧頂，引用計(jì)數(shù)為 1； ? 在舊區(qū)域中引用計(jì)數(shù)最小的緩存塊被臵換；中間區(qū)域的定義是為了避免新讀入的緩存塊在第一次出現(xiàn)在新區(qū)域時(shí)馬上被臵換，有一個(gè)過(guò)渡期； 。 新區(qū)域 (New Section) 中間區(qū)域 (Middle Section) 舊區(qū)域 (Old Section) 其基本思想是在短周期中使用 LRU算法，而在長(zhǎng)周期中使用 LFU算法。 磁盤(pán)訪(fǎng)問(wèn)可能會(huì)十分集中，在一段密集使用后，引用計(jì)數(shù)的變化就不能反映當(dāng)前的引用情況。 通常磁盤(pán)緩存調(diào)度算法會(huì)比虛擬存儲(chǔ)復(fù)雜。 磁盤(pán)緩存臵換算法 1. 訪(fǎng)問(wèn)頻率臵換算法 (Frequencybased Replacement) 磁盤(pán)緩存是磁盤(pán)扇區(qū)在內(nèi)存中的緩沖區(qū)。 4. 磁盤(pán)調(diào)度算法 －旋轉(zhuǎn)調(diào)度 對(duì)于前兩種情況 ， 旋轉(zhuǎn)調(diào)度總是讓首先到達(dá)讀寫(xiě)磁頭位臵下的扇區(qū)先進(jìn)行傳送操作 。 （ 2） 若干等待訪(fǎng)問(wèn)者請(qǐng)求訪(fǎng)問(wèn)不同磁道上的不同編號(hào)的扇區(qū) 。 即：當(dāng)移動(dòng)臂定位后 ， 決定同一柱面訪(fǎng)問(wèn)者的執(zhí)行次序 ？ 從減 少輸入輸出操作總時(shí)間為目標(biāo)考慮 ， 應(yīng) 優(yōu)先選擇延遲時(shí)間最短的訪(fǎng)問(wèn)者進(jìn)行服 務(wù) 。 ? 該算法的目標(biāo)與 N步掃描算法一致。 ? 該算法的目標(biāo)是改進(jìn)前幾種算法可能在多磁頭系統(tǒng)中出現(xiàn)磁頭靜止在一個(gè)磁道上，導(dǎo)致其它進(jìn)程無(wú)法及時(shí)進(jìn)行磁盤(pán)I/O。 3. 磁盤(pán)調(diào)度算法－移臂調(diào)度 N步掃描 (NstepSCAN)算法 ? 把磁盤(pán) I/O請(qǐng)求隊(duì)列分成長(zhǎng)度為 N的段，每次使用掃描算法處理這 N個(gè)請(qǐng)求。 單向反復(fù)地掃描，將磁盤(pán)各磁道視為一個(gè)環(huán)形緩沖區(qū)，首尾相 連，最后一個(gè)磁道與第一個(gè)磁道相連 ? 該算法可改進(jìn)掃描算法對(duì)中間磁道的偏好。 3. 磁盤(pán)調(diào)度算法－移臂調(diào)度 掃描 (SCAN)算法－電梯式算法 98， 183， 37， 122， 14， 124， 65， 67 3. 磁盤(pán)調(diào)度算法－移臂調(diào)度 掃描 (SCAN)算法－電梯式算法 3. 磁盤(pán)調(diào)度算法－移臂調(diào)度 循環(huán)掃描 (CSCAN)算法（單向掃描算法） ? 在一個(gè)方向上使用掃描算法，當(dāng)?shù)竭_(dá)邊沿時(shí)直接移動(dòng)到另一沿的第一個(gè)位臵。 ? SSTF不考慮臂的移動(dòng)方向，可能導(dǎo)致移動(dòng)臂來(lái)回改變移動(dòng)方向，速度相對(duì)較慢。 3. 磁盤(pán)調(diào)度算法－移臂調(diào)度 短查找時(shí)間優(yōu)先 (SSTF, Shortest Service Time First)算法 98， 183， 37， 122， 14， 124， 65， 67 3. 磁盤(pán)調(diào)度算法－移臂調(diào)度 掃描 (SCAN)算法－電梯式算法 ? 在磁頭前進(jìn)方向上，選擇從當(dāng)前位臵移動(dòng)最少的磁盤(pán) I/O請(qǐng)求執(zhí)行，沒(méi)有前進(jìn)方向上的請(qǐng)求時(shí)才改變方向。 對(duì)中間的磁道有利，可能會(huì)有進(jìn)程處于饑餓狀態(tài)。 該算法的目標(biāo)是使每次磁頭移動(dòng)時(shí)間最少。 它的問(wèn)題在于系統(tǒng)負(fù)載重時(shí)，可能有進(jìn)程的磁盤(pán) I/O永遠(yuǎn)不能執(zhí)行，處于饑餓狀態(tài)。 3. 磁盤(pán)調(diào)度算法－移臂調(diào)度 后進(jìn)先出 (LIFO, Last In First Out)算法 后產(chǎn)生的磁盤(pán) I/O請(qǐng)求，先執(zhí)行。 缺點(diǎn)：效率不高，未考慮訪(fǎng)問(wèn)者要求訪(fǎng)問(wèn)的物理位臵，相臨兩次請(qǐng)求可能會(huì)造成最內(nèi)到最外的柱面尋道，使磁頭反復(fù)移動(dòng)，增加了服務(wù)時(shí)間，對(duì)機(jī)械也不利； 3. 磁盤(pán)調(diào)度算法－移臂調(diào)度 先進(jìn)先出 (FIFO, First In First Out)算法 ? 例：假設(shè)磁盤(pán)訪(fǎng)問(wèn)序列： 98， 183， 37， 122， 14， 124， 65， 67 讀寫(xiě)頭起始位臵： 53 安排磁頭服務(wù)序列 計(jì)算磁頭移動(dòng)總距離（道數(shù)） 3. 磁盤(pán)調(diào)度算法－移臂調(diào)度 先進(jìn)先出 (FIFO, First In First Out)算法 3. 磁盤(pán)調(diào)度算法－移臂調(diào)度 優(yōu)先級(jí)算法 依據(jù)進(jìn)程優(yōu)先級(jí)來(lái)調(diào)整磁盤(pán) I/O請(qǐng)求的執(zhí)行順序。 一次訪(fǎng)盤(pán)時(shí)間 = 尋道時(shí)間 +旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間 +存取時(shí)間 (1) 減少尋道時(shí)間 （ 活動(dòng)頭磁盤(pán) ） (2) 減少延遲時(shí)間 （ 固定頭磁盤(pán) ） 3. 磁盤(pán)調(diào)度算法－移臂調(diào)度 先進(jìn)先出算法 優(yōu)先級(jí)算法 后進(jìn)先出算法 短查找時(shí)間優(yōu)先算法 掃描 (SCAN)算法 循環(huán)掃描 (CSCAN)算法 N步掃描 (NstepSCAN)算法 雙隊(duì)列掃描 (FSCAN)算法 3. 磁盤(pán)調(diào)度算法－移臂調(diào)度 先進(jìn)先出 (FIFO, First In First Out)算法 原理：磁盤(pán) I/O執(zhí)行順序?yàn)榇疟P(pán) I/O請(qǐng)求的先后順序。 磁盤(pán) I/O調(diào)度策略 有若干個(gè)訪(fǎng)問(wèn)者請(qǐng)求磁盤(pán)執(zhí)行輸入輸出操作 ， 應(yīng)先讓哪一個(gè)訪(fǎng)問(wèn)者完成操作 ？ （ 為了保證信息的安全 ，系統(tǒng)在任一時(shí)刻只允許一個(gè)訪(fǎng)問(wèn)者啟動(dòng)磁盤(pán)執(zhí)行輸入輸出操作 ， 其余的訪(fǎng)問(wèn)者必須等待 。 其中，柱面定位時(shí)間為 20ms，旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間為 ， 32扇區(qū)數(shù)據(jù)傳送時(shí)間為 ； (2)文件由 256個(gè)隨機(jī)分布的扇區(qū)構(gòu)成： (20ms++)*256=7373ms。 當(dāng)一個(gè)進(jìn)程讀磁盤(pán)上一個(gè)大的連續(xù)分配文件時(shí)，盡管看起來(lái)對(duì)磁盤(pán)的訪(fǎng)問(wèn)請(qǐng)求很多，但由于各信息塊鏈在一起，磁頭的移動(dòng)距離卻很小，而鏈接文件和索引文件的數(shù)據(jù)塊可能會(huì)散布在整個(gè)盤(pán)上，使磁盤(pán)的磁臂大幅度移動(dòng)， I/O負(fù)擔(dān)加重。 這些過(guò)程所做的工作只是將系統(tǒng)調(diào)用時(shí)所用的參數(shù)放在合適的位臵，由其它的 I／ O過(guò)程實(shí)際實(shí)現(xiàn)真正的操作 磁盤(pán)設(shè)備管理 磁盤(pán) I/O訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間的組成 磁盤(pán) I/O調(diào)度策略 磁盤(pán)緩存臵換算法 CPU和內(nèi)存的訪(fǎng)問(wèn)速度比磁盤(pán)要快若干個(gè)數(shù)量級(jí)，磁盤(pán)系統(tǒng)的性能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能有重要影響，磁盤(pán)設(shè)備管理的目標(biāo)就是提高磁盤(pán)系統(tǒng)的性能。 獨(dú)占設(shè)備分配和釋放：能滿(mǎn)足則打開(kāi)成功，否則打開(kāi)失敗 出錯(cuò)處理：一般地，出錯(cuò)處理是由設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序完成，但是有些錯(cuò)誤不是由輸入輸出設(shè)備的錯(cuò)誤造成的，如由于磁盤(pán)塊受損而不能再讀，驅(qū)動(dòng)程序重讀幾次后，仍然有錯(cuò)，則放棄重讀并通知與設(shè)備無(wú)關(guān)的軟件 設(shè)備獨(dú)立的軟件 盡管大部分 I／ O軟件都包含在操作系統(tǒng)中，但仍有一小部分是由與用戶(hù)程序連接在一起的庫(kù)過(guò)程，甚至完全由運(yùn)行于核外的程序構(gòu)成。這樣，較高層的軟件只與抽象設(shè)備打交道，獨(dú)立于物理扇區(qū)的尺寸而使用等長(zhǎng)的邏輯塊。向較高層軟件掩蓋這一事實(shí)并提供大小統(tǒng)一的塊尺寸，這正是設(shè)備獨(dú)立軟件的一個(gè)任務(wù)。 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與設(shè)備獨(dú)立軟件之間的確切界限是依賴(lài)于具體系統(tǒng) 的 設(shè)備獨(dú)立的軟件 與設(shè)備無(wú)關(guān)的軟件的功能 獨(dú)立于設(shè)備的軟件的基本任務(wù)是實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備都需要的功能，并且向用戶(hù)級(jí)軟件提供一個(gè)統(tǒng)一的接口 設(shè)備獨(dú)立的軟件 統(tǒng)一命名：獨(dú)立于設(shè)備的軟件負(fù)責(zé)把設(shè)備的符號(hào)名映射到相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序上。 可能啟動(dòng)下一個(gè) I/O請(qǐng)求，或者因?yàn)闊o(wú)請(qǐng)求而阻塞：倘若有其他請(qǐng)求在排隊(duì)，則可以挑選一個(gè)請(qǐng)求加以啟動(dòng)，若沒(méi)有，該驅(qū)動(dòng)程序則阻塞起來(lái)，等候下一請(qǐng)求的到來(lái)。 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的內(nèi)部策略 ? 中斷時(shí)被調(diào)用的驅(qū)動(dòng)程序的事后處理 檢查結(jié)果狀態(tài)和傳送結(jié)果數(shù)據(jù)：如果正確，驅(qū)動(dòng)程序可令數(shù)據(jù)流向與設(shè)備無(wú)關(guān)的軟件 可能的錯(cuò)誤處理：他返回一些錯(cuò)誤狀態(tài)信息，匯報(bào)給他的調(diào)用者。 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的內(nèi)部策略 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的內(nèi)部策略 發(fā)布命令 發(fā)后處理： 發(fā)出一條或多條命令后，系統(tǒng)有兩種處理方式：驅(qū)動(dòng)程序被阻塞，直到中斷處理時(shí)將它解除阻塞為止；而在其它情況下，命令執(zhí)行不必延遲就很快完成，不必阻塞。如對(duì)于磁盤(pán)，計(jì)算所請(qǐng)求塊的物理地址，檢查驅(qū)動(dòng)電機(jī)是否在轉(zhuǎn)，檢測(cè)存取臂是否定位在正確的柱面。（每一個(gè)控制器都設(shè)有一個(gè)或多個(gè)設(shè)備寄存器，用來(lái)存放向設(shè)備發(fā)送的命令和參數(shù)。 一般 ， 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的任務(wù) 是接收來(lái)自與設(shè)備無(wú)關(guān)的上層軟件的抽象請(qǐng)求，并執(zhí)行這個(gè)請(qǐng)求。 Spooling 命名，保護(hù)，阻塞，緩沖，分配 建立設(shè)備寄存器；檢查狀態(tài) 當(dāng) I/O結(jié)束時(shí)，喚醒驅(qū)動(dòng)器 執(zhí)行 I/O操作 I/O系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)及每層的主要功能 用戶(hù)進(jìn)程層執(zhí)行輸入輸出系統(tǒng)調(diào)用，對(duì) I/O數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化，為假脫機(jī)輸入/輸出作準(zhǔn)備 獨(dú)立于設(shè)備的軟件實(shí)現(xiàn)設(shè)備的命名、設(shè)備的保護(hù)、成塊處理、緩沖技術(shù)和設(shè)備分配； (邏輯 I/O) I/O系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)及每層的主要功能 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)臵設(shè)備寄存器、檢查設(shè)備的執(zhí)行狀態(tài) 中斷處理程序負(fù)責(zé) I／ O完成時(shí)，喚醒設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)程，進(jìn)行中斷處理 硬件層實(shí)現(xiàn)物理 I／ O的操作 中斷處理程序 每個(gè)進(jìn)程在啟動(dòng)一個(gè) I／ O操作后阻塞 直到 I／ O操作完成并產(chǎn)生一個(gè)中斷由 操作系統(tǒng)接管 CPU后喚醒該進(jìn)程為止 I/O控制的實(shí)現(xiàn) ? 作為請(qǐng)求 I/O操作的進(jìn)程一部分實(shí)現(xiàn) ? 作為當(dāng)前進(jìn)程的一部分實(shí)現(xiàn) ? I/O控制由專(zhuān)門(mén)的系統(tǒng)進(jìn)程 — I/O進(jìn)程完成 ? 每類(lèi)（個(gè)）設(shè)備設(shè)一專(zhuān)門(mén)的 I/O進(jìn)程，該進(jìn)程只能在系統(tǒng)狀態(tài)下執(zhí)行 ? 整個(gè)系統(tǒng)設(shè)一 I/O進(jìn)程，全面負(fù)責(zé)系統(tǒng)的