1.一次磁盤讀/寫操作需要的時間

1.尋找時間

尋找時間（尋道時間）Ts:在讀/寫數(shù)據(jù)前，將磁頭移動到指定磁道所花的時間。
①啟動磁頭臂是需要時間的。假設(shè)耗時為s;
②移動磁頭也是需要時間的。假設(shè)磁頭勻速移動，每跨越一個磁道耗時為m，總共需要跨越n條磁道。
則尋道時間$Ts=s+m?n$

2.延遲時間

延遲時間$T_R$:通過旋轉(zhuǎn)磁盤，使磁頭定位到目標(biāo)扇區(qū)所需要的時間。
設(shè)磁盤轉(zhuǎn)速為r(單位:轉(zhuǎn)/秒，或轉(zhuǎn)/分），
則平均所需的延遲時間:$T_R=(1/2)?(1/r)=\frac{1}{2r}$
1/r就是轉(zhuǎn)一圈需要的時間。
找到目標(biāo)扇區(qū)平均需要轉(zhuǎn)半圈，因此再乘以1/2。

3.傳輸時間

傳輸時間Tt:從磁盤讀出或向磁盤寫入數(shù)據(jù)所經(jīng)歷的時間，假設(shè)磁盤轉(zhuǎn)速為r，此次讀/寫的字節(jié)數(shù)為b，每個磁道上的字節(jié)數(shù)為N。
則傳輸時間$Tt=(1/r)?(b/N)=b/(rN)$
每個磁道要可存N字節(jié)的數(shù)據(jù)，因此b字節(jié)的數(shù)據(jù)需要b/N個磁道才能存儲。
而讀/寫一個磁道所需的時間剛好又是轉(zhuǎn)一圈所需要的時間1/r.

因此總的存取時間$T_a=尋道時間T_S+延遲時間T_R+傳輸時間T_t$

4.影響讀寫操作的因素

延遲時間和傳輸時間都與磁盤轉(zhuǎn)速相關(guān)，且為線性相關(guān)。
而轉(zhuǎn)速是硬件的固有屬性，因此操作系統(tǒng)也無法優(yōu)化延遲時間和傳輸時間。
但是操作系統(tǒng)的磁盤調(diào)度算法會直接影響尋道時間。

2.磁盤調(diào)度算法

1.先來先服務(wù)(FCFS)

根據(jù)進程請求訪問磁盤的先后順序進行調(diào)度。

1.例題

2.優(yōu)缺點

優(yōu)點:公平;如果請求訪問的磁道比較集中的話，算法性能還算過的去。
缺點:如果有大量進程競爭使用磁盤，請求訪問的磁道很分散，則FCFS在性能上很差，尋道時間長。

2.最短尋找時間優(yōu)先(SSTF)

SSTF算法會優(yōu)先處理的磁道是與當(dāng)前磁頭最近的磁道。
可以保證每次的尋道時間最短，但是并不能保證總的尋道時間最短。
(其實就是貪心算法的思想，只是選擇眼前最優(yōu)，但是總體未必最優(yōu))

1.例題

2.優(yōu)缺點

優(yōu)點:性能較好，平均尋道時間短
缺點:可能產(chǎn)生“饑餓”現(xiàn)象

3.饑餓的原因

本例中，如果在處理18號磁道的訪問請求時又來了一個38號磁道的訪問請求，處理38號磁道的訪問請求時又來了一個18號磁道的訪問請求。
如果有源源不斷的18號、38號磁道的訪問請求到來的話，150、160、184號磁道的訪問請求就永遠得不到滿足，從而產(chǎn)生“饑餓”現(xiàn)象。

3.掃描算法(SCAN)

SSTF算法會產(chǎn)生饑餓的原因在于：磁頭有可能在一個小區(qū)域內(nèi)來回來去地移動。
為了防止這個問題，可以規(guī)定，只有磁頭移動到最外側(cè)磁道的時候才能往內(nèi)移動，移動到最內(nèi)側(cè)磁道的時候才能往外移動。這就是掃描算法(SCAN)的思想。
由于磁頭移動的方式很像電梯，因此也叫電梯算法。

1.例題

2.優(yōu)缺點

優(yōu)點:性能較好，平均尋道時間較短，不會產(chǎn)生饑餓現(xiàn)象。
缺點:①只有到達最邊上的磁道時才能改變磁頭移動方向，事實上，處理了184號磁道的訪問請求之后就不需要再往右移動磁頭了。
②SCAN算法對于各個位置磁道的響應(yīng)頻率不平均(如:假設(shè)此時磁頭正在往右移動，且剛處理過90號磁道，那么下次處理90號磁道的請求就需要等磁頭移動很長一段距離;而響應(yīng)了184號磁道的請求之后，很快又可以再次響應(yīng)184號磁道的請求了)

4.LOOK調(diào)度算法

掃描算法（SCAN)中，只有到達最邊上的磁道時才能改變磁頭移動方向，事實上，處埋了184號磁道的訪問請求之后就不需要再往右移動磁頭了。
LOOK調(diào)度算法就是為了解決這個問題，如果在磁頭移動方向上已經(jīng)沒有別的請求，就可以立即改變磁頭移動方向。(邊移動邊觀察，因此叫LOOK)

1.例題

2.優(yōu)點

比起SCAN算法來，不需要每次都移動到最外側(cè)或最內(nèi)側(cè)才改變磁頭方向，使尋道時間進一步縮短。

5.循環(huán)掃描算法(C-SCAN)

SCAN算法對于各個位置磁道的響應(yīng)頻率不平均，而C-SCAN算法就是為了解決這個問題。
規(guī)定只有磁頭朝某個特定方向移動時才處理磁道訪問請求，而返回時直接快速移動至起始端而不處理任何請求。

1.例題

2.優(yōu)缺點

優(yōu)點:比起SCAN來，對于各個位置磁道的響應(yīng)頻率很平均。
缺點:只有到達最邊上的磁道時才能改變磁頭移動方向，事實上,處理了184號磁道的訪問請求之后就不需要再往右移動磁頭了;并且，磁頭返回時其實只需要返回到18號磁道即可，不需要返回到最邊緣的磁道。
另外，比起SCAN算法來，平均尋道時間更長。

6.C-LOOK調(diào)度算法

C-SCAN算法的主要缺點是只有到達最邊上的磁道時才能改變磁頭移動方向，并且磁頭返回時不一定需要返回到最邊緣的磁道上。
C-LOOK算法就是為了解決這個問題。
如果磁頭移動的萬同上已繪沒有磁道訪問請求了，就可以立即讓磁頭返回，并且磁頭只需要返回到有磁道訪問請求的位置即可。

1.例題

2.優(yōu)點

優(yōu)點:比起C-SCAN算法來，不需要每次都移動到最外側(cè)或最內(nèi)側(cè)才改變磁頭方向，使尋道時間進一步縮短。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-717233.html

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