磁盘的性能与调度算法

磁盘性能

首先与格式有关

盘片、面、磁道、扇区

为方便处理，每条磁道存储容量相同，每个磁道上的每个扇区相当于一个盘块。

磁盘”格式化”的过程就是按规定的格式规划盘块。

与速度有关

磁盘访问时间主要包括：寻道时间（到磁道）、旋转延迟（到扇区）、传输时间。

磁盘调度的目标：对所有请求访问磁盘的进程进行合理调度，使平均寻道时间最少，使对磁盘的平均访问时间最小。

调度算法

1、FCFS 先来先服务

多个进程的磁盘I/O请求构成一个随机分布的请求队列，磁盘I/O执行顺序按磁盘请求的先后顺序。

2、SSTF（ShortestSeekTimeFirst ）最短寻道时间优先

选择从当前位置出发移动最少的磁盘I/O请求，使每次磁头移动时间最少。不一定是最短平均柱面定位时间

可能会有进程处于饥饿状态。  改进→考虑距离的同时，更优先考虑方向。引进SCAN算法。

3、SCAN 磁盘电梯调度算法

规定磁头移动方向：自里向外，再自外向里移动。后续请求，哪个在规定方向上距离最近，就先执行哪个。

如当前为100，后续要求55，86，95，180，165，105。

调度过程    先由内向外：选最近的105执行，再判断剩余的，选165，180。再由外向内：95，86，55

存在“错过”问题：反方向较近的55号磁道请求的进程相对“饥饿”很久。改进→将SCAN规定的移动方向改为“单向移动”。引进CSCAN算法。

4、CSCAN

由里向外后，再由里向外。

前述算法存在“磁臂粘着”——磁头静止在一个磁道上，导致其它进程无法及时进行磁盘I/O。（因：高密度盘，进程的读写可能集中在某一磁道）。改进→N-Step-SCAN算法。

5、N-Step-SCAN

将磁盘请求队列分成长为N 的子队列 ，按FCFS选择子队列，队列内又按SCAN算法。

N=1时，就是FCFS，N很大时就是SCAN。

6、F-SCAN

N-Step-SCAN的简化。

请求队列只分为两个子队列，当前一个队列，按SCAN算法执行，扫描期间新生成的组成一个队列，等待被扫描。