操作系统第五章设备管理2016-11.ppt

§5.6 磁盘存储器管理（四） 主要讨论移动头磁盘的调度算法： 二、磁盘的访问时间（P194） 1、寻道时间Ts (Seek Time) Ts = m ╳ n + S 2、旋转延时Tr (Rotational Delay) 与磁盘的转速有关。 3、数据传输时间Tt (Transfer Time) 磁盘驱动程序一般要考虑磁盘的调度策略，在三类访问时间中，寻道所占时间最长。所以大多数磁盘驱动程序都是以寻道优化为出发点的，主要讨论寻道算法。 播 放 §5.6 磁盘存储器管理（三） 主要讨论移动头磁盘的调度算法： 磁盘驱动程序一般要考虑磁盘的调度策略，在三类访问时间中，寻道所占时间最长。所以大多数磁盘驱动程序都是以寻道优化为出发点的，主要讨论寻道算法。 问 题 三类访问时间中，哪类时间最长？ §5.6 磁盘的调度与驱动（二） 三、常用的调度算法 1、先来先服务（FCFS） 按照申请服务的先后次序。未考虑寻道优化。 2、最短寻道优先算法（SSTF） 优先选择离磁头最近的请求。未考虑磁头来回摆动。可能出现老进程的“饥饿”现象。 3、扫描算法（SCAN） 既考虑请求与磁头的距离，又考虑磁头移动的方向；又称为：电梯法。 4、循环扫描算法（C-SCAN） 规定磁头单向移动，即将最小磁道号与最大磁道号构成循环，进行循环扫描。 §5.6 磁盘存储器管理（四） N-Step- SCAN算法，F- SCAN算法请自学。 1. 先来先服务FCFS(First-Come, First Served) 2. 最短寻道时间优先SSTF(Shortest Seek Time First) 2) SCAN算法调度算法示例 4. 循环扫描(CSCAN)算法 §5.7 提高磁盘I/O速度的技术 一、磁盘高速缓存（Disk Cache) 把磁盘I/O缓冲区叫做磁盘高速缓存（Disk Cache），但它并不是一种硬件设施。事实上，磁盘I/O缓冲区仍然是内存中的一个区域。其组织形式基于程序引用的局部性原理。 其工作原理类似Cache Memory) 以输入为例：当用户进程请求从磁盘上读入一个扇区时， 系统首先在磁盘I/O缓冲区中寻找该扇区的副本：如果能够找到，那么系统将从磁盘I/O缓冲区中取出该扇区的副本并返给用户进程；否则，系统首先从磁盘上读入该扇区并在磁盘I/O缓冲区中为其建立一个副本，然后将该副本返给用户进程。 其置换算法类似请求调页存储管理中的页面置换算法（LRU、NRU、LFU等）。 §5.7 提高磁盘I/O速度的技术 最近最少使用置换算法（LRU置换算法） 置换在最近一段时间内最久没有被访问过的扇区。 最小访问频度置换算法（LFU置换算法） 置换被引用次数最少的扇区。 其置换算法类似请求调页存储管理中的页面置换算法，如： 二、提前读（Read Ahead)与延后写（Write Postponing） 用户进程从 I/O缓冲区中取走前一个数据后立即发出对下一个数据的输入请求；即用户进程加工前一个数据的工作与OS输入下一个数据的工作可以同时进行。通常把这种I/O缓冲技术称为提前读技术。 用户进程请求输出数据时，OS将很快把请求输出的数据从用户进程的工作区中取走并将其暂时存放在I/O缓冲区中，等待输出；即用户进程生成下一个输出数据的工作与OS输出前一个输出数据的工作可以同时进行。这种I/O缓冲技术称为延后写技术。 §5.7 RAID技术 Redundant Array of Independent Disks 一、 RAID的基本特征 RAID由两部分构成：一组可以并行工作的磁盘所构成的磁盘阵列；及在磁盘子系统中或者在主机系统中执行的磁盘阵列管理软件。 磁盘阵列管理软件把逻辑上连续的一组数据交叉分布存储在磁盘阵列中的各个磁盘上。因此磁盘阵列管理软件可以并行处理对一组数据中的单个或多个数据存取请求。 磁盘阵列管理软件在存储数据的同时还将存储相关的校验信息。因此当磁盘阵列中的某个磁盘发生故障时，磁盘阵列管理软件可以恢复存储在该磁盘上的数据。 由于磁盘阵列被磁盘阵列管理软件所屏蔽，因此操作系统其它成份并不知道系统中存在磁盘阵列；在它们看来，系统中存在一个大容量的逻辑磁盘。 §5.7 RAID技术 效率高 系统可以并行存取存储在RAID中的数据。 可靠性高 系统可以恢复存储在故障磁盘中的数据。 性价比高 磁盘阵列可以用廉价磁盘组成。 二、RAID的优点 §5.7 RAID技术 三、RAID的分级 1、 RAID 0级 行交叉存取。无校验功能