磁盘存储器管理ne

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1、内容磁盘I/O外存分配方法空闲存储空间的管理磁盘容错技术文件系统性能的改善数据一致性控制第九章磁盘存储器管理提高I/O速度的主要途径：选择性能好的磁盘采用适当的调度算法设置磁盘高速缓冲区9.1.1磁盘性能简述9.1.2磁盘调度算法9.1磁盘I/O数据的组织盘片（Platter）磁盘最基本的组成部分是由坚硬金属材料制成的涂以磁性介质的盘片，不同容量硬盘的盘片数不等。每个盘片有两面，都可记录信息。磁道(Tracks)盘片表面上以盘片中心为圆心，不同半径的同心圆称为磁道。扇区(Sectors)盘片被分成许多扇形的区域，每个区域叫一个扇区，硬盘每个扇区可存储512字

2、节信息。FAT32模式下，每个扇区的容量为4KB。每个扇区的大小相当与一个盘块。磁头(Heads)每个盘片的每一面都会有一个读写头（read-writehead），来读取相应盘面的内容。习惯用磁头号来区分。9.1.1磁盘性能简述9.1.1磁盘性能简述柱面(Cylinders)不同盘片相同半径的磁道所组成的圆柱称为柱面。磁道与柱面都是表示不同半径的圆，在许多场合，磁道和柱面可以互换使用。扇区，磁道（或柱面）和磁头数构成了硬盘结构的基本参数，帮这些参数可以得到硬盘的容量，基计算公式为：存储容量＝磁头数×磁道（柱面）数×每道扇区数×每扇区字节数1.44M=2×80

3、×18×512磁盘的类型固定头磁盘每条磁道上都有一个读/写磁头，所有的磁头被装入一个磁臂通过这些磁头可以访问所有磁道，并进行并行读写主要用于大容量磁盘移动头磁盘每个盘面仅有一个磁头，被装入一个磁臂中为能访问盘面上的所有磁道，该磁头必须移动以进行寻道只能串行读/写，致使I/O速度较慢结构简单，广泛应用中、小型磁盘，微机上的硬盘和软盘，都采用移动磁头结构9.1.1磁盘性能简述磁盘访问时间寻道时间（seektime）Ts把磁头从当前位置移到指定磁道所经历的时间，一般为2－30毫秒，平均约为10毫秒。Ts=m*n+ss--磁盘的启动时间,大约3ms；m--每移动一条

4、磁道所经历的时间，对一般磁盘：m＝0.3ms，对高速磁盘：m<＝0.1ms；n--移动的磁道数目；9.1.1磁盘性能简述旋转延迟时间（rotationallatencytime）Tr指定扇区移动到磁头下所经历的时间。Tr=1/2r（平均情况下，需要旋转半圈）r—磁盘以秒计的旋转速度一个7200（转/每分钟）的硬盘，则旋转延迟时间为60×1000÷7200÷2＝4.17毫秒。一个5400（转/每分钟）的硬盘，旋转延迟时间为60×1000÷5400÷2＝5.56毫秒。一个300/600（转/每分钟）软盘，平均旋转延迟时间为60×1000÷300÷2＝100毫秒,

5、60×1000÷600÷2＝50毫秒。9.1.1磁盘性能简述传输时间Tt数据从磁盘读出，或向磁盘写数据所经历的时间，约为零点几个毫秒,可以忽略不计。Tt＝b/rNb—读写的字节数r—磁盘以秒计的旋转速度N—一条磁道上的字节数访问时间Ta=Ts+Tr+Tt=(m*n+s)+1/2r+b/rN9.1.1磁盘性能简述移动磁头－－磁道为哪个进程服务旋转磁盘－－扇区为哪个进程服务目标－－各进程对磁盘的平均访问时间（主要是平均寻道时间，即平均移动的磁道数目）最小9.1.2磁盘调度算法先来先服务FCFS（First-Come,First-Served）最简单的磁盘调度算法

6、，根据进程请求访问磁盘的先后次序进行调度。优点公平、简单，每个进程的请求都能依次得到处理，不会出现某个进程长时间得不到满足的情况。缺点未对寻道进行优化，平均寻道时间可能较长9.1.2磁盘调度算法9.1.2磁盘调度算法磁头从100#磁道开始被访问的下一个磁道号移动距离（磁道数）5545583391918219072160701501038112184146平均寻道长度：55.3最短寻道时间优先SSTF（ShortestSeekTimeFirst）选择要访问的磁道与当前磁头所在的磁道距离最近的进程优点每次的寻道时间最短缺点不能保障平均寻道时间最短,出现进程“饥饿

7、”现象9.1.2磁盘调度算法9.1.2磁盘调度算法从100磁道开始被访问的下一个磁道号移动距离（磁道数）901058325533916387218201501321601018424平均寻道长度：27.4扫描算法SCAN进程“饥饿”现象在SSTF中，若不断有新进程到来，且其访问的磁道与当前磁道的距离较近，这种进程被优先执行，而老进程一直得不到满足。SCAN算法不仅考虑访问的磁道与当前磁道的距离，更优先考虑的是磁头的当前移动方向，又称电梯调度算法。优点较好的寻道性能，又能防止进程“饥饿”现象，被广泛应用与大、中、小型机及网络中的磁盘调度缺点可能使进程的请求被严

8、重推迟9.1.2磁盘调度算法9.1.2磁盘调度算法从