操作系统 ch11-磁盘与文件学习专业课件.pptx

主讲教师：范国祥电话：0451811（O）Mobile）E-mail：fgx@hit.edu.cn软件学院教研室2015.06操作系统

11.1磁盘结构11.2磁盘调度11.3磁盘编址11.4文件概念及实现方法主要内容第11章磁盘与文件

认识计算机外设与计算机!PCI总线图形控制器IDE控制器总线控制器CPU-内存总线对我们来说，磁盘无疑是最重要的设备，我们下载的电影放在这里，我们写的论文也放在这里…

11.1磁盘结构首先需要了解磁盘!

认识一下磁盘

认识一下磁盘磁盘面柱面c扇区s磁道t旋转磁臂转轴机械臂杆读写磁头

认识一下磁盘磁道扇区盘面画一个示意图:看看俯视图:磁盘的数据单位是扇区扇区大小：512字节扇区是磁盘的寻址单位、访问单位扇区的大小是传输时间和碎片浪费的折衷所以，磁盘被称为块设备!

磁盘的I/O总线控制器IDE控制器让我们仔细想想磁盘如何读/写1一个字节?(1)(2)(3)分析磁盘I/O的重点在于第2步!磁道内存缓存读出了一个字节写(修改)一个字节磁盘I/O:缓存队列?控制器?寻道?旋转?传输!

磁盘I/O的分析整理磁盘I/O的过程：进程请求队列磁盘控制器磁盘我们最关心的磁盘什么时候读/写完?磁盘访问延迟=队列时间+控制器时间+

寻道时间+旋转时间+传输时间扇区磁道Head12msto8ms(半周):8msto4ms约0.25ms前两项可以忽略!关键所在:最小化寻道时间和旋转延迟!

I/O过程是解开许多磁盘问题的钥匙分析磁盘扇区尺寸：磁盘访问延迟=队列时间+控制器时间+

寻道时间+旋转时间+传输时间12~8ms8~4ms约0.25ms前两项可以忽略!扇区尺寸=1Byte：没有碎片；访问速度≈70B/秒【假定寻道时间=10ms，旋转时间=5ms，传输时间≈0ms】扇区尺寸=1KByte：碎片0.5K；访问速度≈70KB/秒扇区尺寸=1MByte：碎片0.5M；访问速度≈25MB/秒【传输时间不能再忽略≈0.25ms×1000=25ms】扇区大小空间利用率传输速度规定标准扇区尺寸=512Bytes=0.5KB

I/O过程是解开许多磁盘问题的钥匙磁盘调度：磁盘访问延迟=队列时间+控制器时间+

寻道时间+旋转时间+传输时间12msto8ms8msto4ms约0.25ms前两项可以忽略!多个磁盘访问请求出现在请求队列怎么办?调度!调度的目标是什么?调度时主要考察什么?目标当然是平均访问延迟最小!①旋转定位：固定速度；②读写取决于旋转速度；③传输时间几乎恒定。因此：寻道时间是主要矛盾!磁盘调度：输入多个磁道请求，给出服务顺序!

11.2磁盘调度磁盘读写请求频繁发生，

如何尽快响应？

FCFS磁盘调度最直观、最公平的调度：一个实例:磁头开始位置=53；请求队列=98,183,37,122,14,124,65,670143753656798122124183199磁头在长途奔袭!FCFS:磁头共移动640磁道!在移动过程中把经过的请求处理了?!183-53=130183-37=146122-37=85122-14=108124-14=110124-65=5967-65=2130+146+85+108+110+59+2=640

SSTF磁盘调度ShortestSeekTimeFirst最短寻道时间优先：继续该实例:磁头开始位置=53；请求队列=98,183,37,122,14,124,65,670143753656798122124183199如果在处理183之前又来一些中间磁道的请求，则…SSTF:磁头共移动236(14+53+169)磁道，比FIFO要少很多!SSTF存在饥饿问题

SCAN磁盘调度(扫描/电梯算法)SSTF+中途不回折：每个请求都有处理机会继续该实例:磁头开始位置=53；请求队列=98,183,37,122,14,124,65,67014375365679