大容量存储器结构.ppt

CPU和内存的访问速度比磁盘要快若干个数量级，磁盘速度的增长远远低于CPU、主存速度的增长，磁盘系统的性能对整个系统的性能有重要影响，磁盘设备管理的目标就是提高磁盘系统的性能。
直接（随机）存取设备：存取磁盘上任一物理块的时间不依赖于该物理块所处的位置，
磁盘
固定头磁盘：每个磁道设置一个磁头，变换磁道时不需要磁头的机械移动，速度快但成本高
移动头磁盘：一个盘面只有一个磁头，变换磁道时需要移动磁头，速度慢但成本低
顺序存取设备：只有在前面的物理块被访问过之后，才能存取后续的物理块的内容。
磁带所有盘面中处于同一磁道号上的所有磁道组成一个柱面
物理地址形式：磁头号（盘面号）、磁道号（柱面号）、扇区号
磁盘系统由磁盘本身和驱动控制设备组成，实际读写的动作过程是由磁盘驱动控制设备按照主机要求完成的。
一次访盘请求：读/写，磁盘地址（设备号，柱面号，磁头号，扇区号），内存地址（源/目）
14.1磁盘结构14.2磁盘调度策略14.2磁盘调度策略－减少寻道时间14.2磁盘调度策略－减少寻道时间14.2磁盘调度策略14.2磁盘调度策略原理：磁盘I/O执行顺序为磁盘I/O请求的先后顺序。
优点：
公平性；
在磁盘I/O负载较轻且每次读写多个连续扇区时，性能较好。
缺点：
效率不高，相邻两次请求可能会造成最内到最外的柱面寻道，使磁头反复移动，增加了服务时间，对机械也不利
如果大多数进程竞争一个磁盘，性能接近于随机调度
例：假设磁盘访问序列：
98,183,37,122,14,124,65,67
读写头起始位置：53
安排磁头服务序列
计算磁头移动总距离（磁道数）640磁道.短查找时间优先(SSTF,ShortestServiceTimeFirst)：考虑磁盘I/O请求队列中各请求的磁头定位位置，选择从当前磁头位置出发，移动最少的磁盘I/O请求。
该算法的目标是使每次磁头移动时间最少。它不一定是最短平均寻道定位时间，但比FIFO算法有更好的性能。
对中间的磁道有利，可能会有进程处于饥饿状态。14.2磁盘调度策略－SSTF14.2磁盘调度策略－扫描(SCAN)14.2磁盘调度策略－扫描(SCAN)循环扫描(C-SCAN)算法：在一个方向上使用扫描算法，当沿着某个方向访问到最后一个磁道时，磁头返回到磁盘的另一端，并再次开始扫描（到达边沿时直接移动到另一沿的第一个位置，在返回过程中不处理任何请求）。
单向反复地扫描，将磁盘各磁道视为一个环形缓冲区，首尾相连，最后一个磁道与第一个磁道相连
实验表明，该算法在中负载或重负载时，磁盘I/O性能比SCAN算法好。14.2磁盘调度策略－循环扫描(C-SCAN)磁头只移动到一个方向上的最远的请求为止。接着马上回头，而不是继续到磁盘的尽头。
这种形式的SCAN和C－SCAN称为LOOK和C－LOOK调度（比喻在朝一个给定方向移动前会先look是否有请求）SSTF较为普遍且很有吸引力，它比FCFS性能好
SCAN和C-SCAN对于磁盘负荷较大的系统性能好，因为它不可能产生饿死问题。.
对于任何调度算法，其性能主要依赖于请求的数量和类型。
磁盘请求分配在很大程度上受文件分配方法的影响。
目录和索引块的位置也很重要。本章作业