操作系统第6章-设备管理new.ppt

设备管理 1） 数据的组织和格式 盘片、磁道、扇区 每磁盘片可有两面，每面分为多个磁道，每磁道上存储相同数目的二进制位。 磁盘密度＝每英寸中存储的位数 每磁道分为若干扇区。每个扇区要包括两个字段：标识符字段、数据字段 6.4.1磁盘的硬件及参数 设备管理 1） 数据的组织和格式 磁头、柱面 每磁盘片可有两面，每面都有一个读/写头，最上面和最下面无磁头。 磁盘盘片数＝（磁头数+2） 将硬盘上的多个盘片上的同一磁道叫柱面 设备管理 磁道 扇区 磁盘结构 6.4.1磁盘的硬件及参数 设备管理 ... 磁盘组的物理特性 ... ... … … 盘面0 盘面1 盘面2 盘面m-1 扇区n-1 扇区0 扇区1 柱面0 柱面l-1 … ... 引臂 设备管理 磁盘访问时间 (1) 寻道时间Ts （指磁头从当前位置移动到指定磁道上所经历的时间） ：该时间是启动磁头的时间s与磁头移动n条磁道的时间之和， 即 Ts=m×n+s。 （其中，m是一常数，与磁盘驱动器的速度有关。） ( 2) 旋转延迟时间Tτ （将指定扇区移动到磁头下面所经历的时间），如果磁盘的旋转速度为r转/ms，则每转需时1/r (ms)，因此平均旋转延迟时间为1/2r。 (3) 传输时间Tt （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： （N为一条磁道上的字节数） 可将访问时间Ta表示为： 访问时间中，寻道时间和旋转时间基本与读、写数据多少 无关，且占大头，因此集中数据传输，有利于提高传输速率 设备管理 6.4.2磁盘调度算法 磁盘可被多个进程共享，当有多个进程都请求访问磁盘时，应采用一种是适当的调度算法，使各进程的平均访问时间（寻道主要）最小。 1 先来先服务（FCFS） 基本思想：根据进程请求访问磁盘的先后次序进行调度。例： 优点：公平、简单，且每个进程的请求都能依次地得到处理，不会出现某一进程的请求长期得不到满足的情况。 缺点：由于未对寻道进行优化，致使平均寻道时间可能较长。 2 最短寻道时间优先(SSTF，Shortest Seek Time First） 基本思想：选择要求访问的磁道与当前磁头所在的磁道距离最近的进程。例： 优点：较好的寻道性能。 缺点：可能出现某进程“饥饿”现象。 继续 设备管理 先到先服务（FCFS） 请求序列：130，42，180，15，108，68，97 0 15 42 53 68 97 108 130 180 199 移动量: (130-53)+(130-42)+(180-42)+(180-15)+(108-15)+(108-68)+(97-68)=630 设备管理 最短寻找时间优先（SSTF） 请求序列：130，42，180，15，108，68，97 0 15 42 53 68 97 108 130 180 199 移动量: (53-42)+(180-42)+(180-15)=314 6.2磁盘调度算法 设备管理 3 )扫描算法（SCAN） 电梯算法 基本思想：不仅考虑到欲访问的磁道与当前磁道间的距离，更优先考虑的是磁头当前的移动方向。 即：选择其要求的磁道与当前磁头移动方向一致，且最近的进程。直到原方向上无进程需求时，才改变方向。可避免“饥饿”。例： 优点：既能获得较好的寻道性能，又能避免“饥饿”现象。 缺点：当磁头刚从里向外移动而越过了某一磁道时，恰好又有一进程请求访问此磁道，这时，该进程必须等待，磁头走一个来回，才处理该进程的请求，致使该进程的请求被大大地推迟。若扫描一次时间为T，则最坏情况下，寻道时间约为2T。 继续 6.4.2磁盘调度算法 设备管理 3)SCAN 请求序列：130，42，180，15，108，68，97 SCAN 移动量：(53-15)+(180-15)=203 0 15 42 53 68 97 108 130 180 199 6.4.2磁盘调度算法 设备管理 6.5Linux系统设备管理 6.5.1 设备管理概述 6.5.2 设备驱动程序与内核的接口 设备管理 ■管理共性： （1）每个设备都对应文件系统中的一个索引节点，都有一个文件名。 （2）应用程序通常可以通过系统调用open( )打开设备文件，建立起与目标设备的连接。 （3）对设备的使用