6.8磁盘存储管理

6.8磁盘存储管理

一、磁盘性能

磁盘：

按传输速率分类属于高速设备

按设备共享属性分类属于共享设备

按数据组织分类属于块设备

1.数据的组织和形式

2.磁盘的类型

固定头磁盘

固定头磁盘在每条磁道上都有一个读/写磁头，可进行并行读写，提高了磁盘的I/O速度，固定头磁盘主要用于大容量磁盘上。

移动头磁盘

每个磁面仅有一个磁头，I/O速度较慢，用于中小型磁盘设备。

3.磁盘访问时间

寻道时间Ts

寻道时间是指把磁臂(磁头)移动到指定磁道上所经历的时间。该时间是启动磁臂的时间s与磁头移动n条磁道所花费的时间之和，即Ts=m×n+s。

其中，m是一常数，与磁盘驱动器的速度有关，对一般磁盘， m=0.2；对高速磁盘，m≤0.1, 磁臂的启动时间约为2 ms。 这样，对一般的温盘， 其寻道时间将随寻道距离的增加而增大， 大体上是5~30 ms。

旋转延迟时间Tt

旋转延迟时间是指定扇区移动到磁头下面所经历的时间。对于硬盘，典型的旋转速度大多为5400 r/min，每转需时11.1 ms，平均旋转延迟时间Tτ为5.55 ms；对于软盘，其旋转速度为300 r/min或600 r/min，这样，平均Tτ为50~100 ms。

传输时间Tt

这是指把数据从磁盘读出或向磁盘写入数据所经历的时间。 Tt的大小与每次所读/写的字节数b和旋转速度有关：

其中，r为磁盘每秒钟的转数；N为一条磁道上的字节数， 当一次读/写的字节数相当于半条磁道上的字节数时，Tt与Tτ相同， 因此， 可将访问时间Ta表示为：

二、磁盘调度

1.先来先服务FCFS

按照顺序，先服务先来的数据，先访问先来的磁道号

2.最短寻道时间优先SSTF

动态规划，每次走最短的路线。

3.扫描算法

扫描算法对SSTF算法进行了修改，可防止老进程出现饥饿现象。

4.循环扫描CSCAN算法

 5.N-step-SCAN算法

N步SCAN算法是将磁盘请求队列分成若干个长度为N的子队列，磁盘调度按照FCFS算法依次处理这些子队列，处理每个子队列用SCAN算法，一个队列处理好了，再处理下一个队列。 当正在处理某子队列时，如果又出现新的磁盘I/O请求，便将新请求进程放入其他队列，这样就可避免出现粘着现象。 当N值取得很大时，会使N步扫描法的性能接近于SCAN算法的性能； 当N=1时， N步SCAN算法便蜕化为FCFS算法。

6.FSCAN算法

FSCAN算法实质上是N步SCAN算法的简化， 即FSCAN只将磁盘请求队列分成两个子队列。一个是由当前所有请求磁盘I/O的进程形成的队列，由磁盘调度按SCAN算法进行处理。在扫描期间，将新出现的所有请求磁盘I/O的进程， 放入另一个等待处理的请求队列。这样，所有的新请求都将被推迟到下一次扫描时处理。