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设备管理文件系统习题
设备管理文件系统习题课
(1)以打印机为例说明SPOOLing系统的工作原理,系统如何利用SPOOLing技术将磁盘模拟为虚拟打印机。
答:当用户进程请求打印输出时,Spooling系统同意打印输出,但并不真正把打印机分配给用户进程,而只为它做两件事:1,由输出进程在输出井中为之申请一空闲盘块区,并将要打印的数据送入其中;2,输出进程再为用户进程申请一张空白的用户请求打印表,并将用户的打印要求填入表中,再将该表挂到请求打印队列之上。如果还有进程要求打印输出,系统仍可以接受该请求,同样做上面的工作。如果打印机空闲,输出进程将从请求打印队列的队首取出一张请求表,根据表中的要求将要打印的数据从输出井传送到内存缓冲区,再由打印机进行打印。打印完毕,输出进程再查看请求打印队列中是否还有等待要打印的请求表,若有,再取出一张表,并根据其中的要求进行打印,如此下去,直到请求队列为空,输出进程才将自己阻塞起来,等下次再有打印请求时才唤醒。
(2)在某个使用磁盘高速缓存的系统中,平均访问时间是41.2ms,高速缓存的平均访问时间是2ms,磁盘平均访问时间是100ms,并且系统有8MB的高速缓存。高速缓存每增大一倍,非命中率减半。那么应该增加多少高速缓存可以将平均访问时间减少到20ms。假设高速缓存只能以2倍的速度增长(8M,16M,…,64M)
答案:32M
(3)一个磁盘有19456个柱面,16个读写头,并且每个磁道有63个扇区。磁盘以5400rpm的速度旋转。
(A)在相邻的磁道之间移动的时间(即寻道时间)是2ms。假设读写头已经在磁道0上,则读整个磁盘需要多长的时间?
答案:(19456*16*1/5400+(19456-1))*2=3498
解:磁盘以每分钟5400转的速度旋转,旋转一周的时间为:60000/5400=11.11ms 一个磁盘有19456个柱面,16个读/写头,每个磁道读一次需要的时间为: 19456*16*11.11=3459 ms 完成整个磁盘的读/写需要花费的时间为:3458+39=3497 s
(B)如果磁盘的平均寻道时间是10ms,那么读一个扇区的平均时间是多少?
(4)I/O调度能使用时间片轮转调度算法吗,或FCFS,或优先级调度?
(5)如果磁盘的每个磁道分成9个扇区,现有一文件包含A,B,…,I共9条记录,每条记录刚好可以放入一个扇区,若磁盘转速为6000RPM,每读出一条记录后需要2.5ms对该条记录进行处理。若忽略其它辅助时间,试问:
(A)当这9条记录顺序存放在一个磁道上时,顺序读出并处理该文件需多少时间?
(B)设计一合适的记录存放方案以减少对文件访问时间,画出个记录的存放位置,计算该文件的访问时间,并与(A)比较.
答案:设磁盘的每个磁道分成9个扇区,现有一文件共有A、B、C、D、E、F、G、H、I 9条记录,每个记录的大小与块的大小相等,设磁盘转速为27ms/转,每读出一块后需要2ms的处理时间。如忽略其他辅助时间
(A) 读出并处理A记录需要5ms,此时读写头已转到B记录的中间,为读出B记录,必 须再转将近一圈。后续8条记录的读取并处理时间与B相同,于是处理9条记录的总时间为8*(27+3)+(3+2)=245ms.
(B) 读取并处理一条记录的时间需5ms,当读出并处理A记录时,假设A记录放在第0 个块中,读写头移到第1个块的中间,为了能顺序读到B记录,应将它放在第2个块中,即应将记录按如下顺序存放:
块号012345678记录AFBGCHDIE
这样,处理一条记录并将此头移到下一条记录的时间为 3(读出)+2(处理)+1(等待)=6ms
处理9条记录的总时间为:6*8+5=53ms.
(6)假设来自磁盘各个磁道的请求是服从均匀分布的,则SSTF调度算法有利于磁盘中部的磁道的访问,请简要说明原因。更进一步可以严格证明你的结论,或编写模拟程序来检验你的结论。
(7)假设磁盘有200个磁道,磁盘请求队列中是一些随机请求,它们按照到达的次序分别处于15,158,36,27,96,160,120,38,192号磁道上,当前磁头在100号磁道上,并向磁道号增加的方向运动。请分别给出按FCFS,SSTF,SCAN,CSCAN算法进行磁盘调度时满足请求的次序,并计算出它们的平均寻道长度。
FCFSSSTFSCANCSCAN下一磁道移动数下一磁道移动数下一磁道移动数下一磁道移动数1515836279616012038192平均寻道长度
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