设备管理培训教材.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 磁盘性能简述 图中示出了一种温盘(温切斯特盘)中一条磁道格式化的情况。 每条磁道含有30个固定大小的扇区，每个扇区容量为600个字节，其中512个字节存放数据，其余的用于存放控制信息。每个扇区包括两个字段： (1) 标识符字段，其中一个字节的SYNCH具有特定的位图像，作为该字段的定界符，利用磁道号、 磁头号及扇区号三者来标识一个扇区；CRC字段用于段校验。 (2) 数据字段，其中可存放512个字节的数据。 第一百五十六页，共一百八十页。 磁盘性能简述 2. 磁盘的类型 对于磁盘，可以从不同的角度进行分类。最常见的有：将磁盘分成硬盘和软盘、单片盘和多片盘、固定头磁盘和活动头(移动头)磁盘等。下面仅对固定头磁盘和移动头磁盘做些介绍。 固定头磁盘。 移动头磁盘。 第一百五十七页，共一百八十页。 磁盘性能简述 固定头磁盘 这种磁盘在每条磁道上都有一读/写磁头,所有的磁头都被装在一刚性磁臂中。通过这些磁头可访问所有各磁道,并进行并行读/写,有效地提高了磁盘的I/O速度。 移动头磁盘 每一个盘面仅配有一个磁头,也被装入磁臂中。为能访问该盘面上的所有磁道,该磁头必须能移动以进行寻道。 第一百五十八页，共一百八十页。 磁盘性能简述 磁盘访问时间 磁盘设备在工作时以恒定速率旋转。为了读或写，磁头必须能移动到所指定的磁道上，并等待所指定的扇区的开始位置旋转到磁头下，然后再开始读或写数据。 寻道时间Ts ：将磁头从当前位置移到指定磁道所经历时间，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。对于一般磁盘，m=0.2；对于高速磁盘，m≤0.1，磁臂的启动时间约为2 ms。这样，对于一般的温盘，其寻道时间将随寻道距离的增加而增大，大体上是5～30 ms。 第一百五十九页，共一百八十页。 磁盘性能简述 旋转延迟时间Tr ：指定扇区移动到磁头下面所经历时间。不同的磁盘类型中，旋转速度至少相差一个数量级，如软盘为300 r/min，硬盘一般为7200～15000 r/min，甚至更高。对于磁盘旋转延迟时间而言，如硬盘，旋转速度为15 000 r/min，每转需时4 ms，平均旋转延迟时间Tr为2 ms；而软盘，其旋转速度为 300 r/min或600 r/min，这样，平均Tr 为50～100 ms。 第一百六十页，共一百八十页。 磁盘性能简述 传输时间Tt：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Tr相同。因此，可将访问时间Ta表示为 第一百六十一页，共一百八十页。 磁盘性能简述 例：读一个128KB大小的文件 （1）文件由8个连续磁道(每个磁道32个扇区)上的256个扇区构成：20ms+(9.2ms+16.7ms)*8=220ms; 其中，柱面定位时间为20ms，旋转延迟时间为9.2ms，32扇区数据传送时间为16.7ms； （2）文件由256个随机分布的扇区构成： (20ms+9.2ms+0.5ms)*256=7373ms; 其中，1扇区数据传送时间为0.5ms； 随机分布时的访问时间为连续分布时的33.5倍。 第一百六十二页，共一百八十页。 早期的磁盘调度算法 1、先来先服务FCFS 是一种最简单的磁盘调度算法。它根据进程请求访问磁盘的先后次序进行调度。 优点：公平、简单，不会出现某一进程的请求长期得不到满足的情况。 缺点：未对寻道进行优化，平均寻道时间可能较长。 第一百六十三页，共一百八十页。 早期的磁盘调度算法 访问 移动 累计 磁道 距离 移动 0 18 38 39 55 58 90 150 160 184 199 40 80 120 160 200 240 280 320 360 400 440 480 520 FCFS调度算法示例 平均寻道长