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  • 操作系统——磁盘设备管理

    一、磁盘的结构

    其实在上个学期学习计算机组成原理的时候,我写过一篇博客 计算机组成原理——辅助存储器

    这篇博客中有关于磁盘的介绍和一些计算,由于本课是操作系统,这里我根据王道考研讲解的磁盘设备,再总结一下,主要的侧重点还是有点不同。

    1、磁盘、磁道和扇区

     2、盘面和柱面

     

    3、磁盘的物理地址

    磁盘块的物理地址是用三个参数来表示的。也就是说要在磁盘上访问一个扇区,必须给出其柱面号、磁头号(盘面号)和扇区号,这称为扇区的物理地址,即物理扇区号。由物理扇区号表示的扇区称为绝对扇区。为了方便,操作系统通常将其转变为连续的逻辑扇区号加以管理。
    这里解释一下磁头号,这是我们老师对其的称呼,也有人习惯称其为盘面号或者是磁道号,我个人更倾向于称其为盘面号,毕竟扇区在盘面上,称其为对应的磁头,感觉很奇怪?这里姑且还是称为磁头号吧。

    编址方式为:对整个磁盘从柱面0到最后一个柱面增加,在柱面上按磁道号增加,在磁道上按扇区号增加。

    磁盘块号的组成形式:

    设一块为一扇,则磁盘块号及其物理三地址之间可按以下式子转换:

    注意这里的磁头数是磁道数,也就是说这里的磁盘是固定头磁盘,每一个磁道都有一个磁头。
    (1)已知块号,则磁盘驱动用的三地址:
         柱面号=[块号/(磁头数×扇区数)]
         磁头号=[(块号mod(磁头数×扇区数))/扇区数]
         扇区号=(块号mod(磁头数×扇区数))mod 扇区数

    (2)已知磁盘块物理地址,则磁盘块号:
        块号=柱面号×(磁头数×扇区数)+磁头号×扇区数+扇区号

    上课的时候我看到上面的式子是有些疑惑的,但后来我对照着磁盘块号的组成形式就很快明白了。

    设磁盘组共有n个柱面,编号顺序为0、1、2、…、n-1;共有m个磁头,编号顺序为0、1、2、…、m-1;每个磁道内的k个信息块从1开始编号,依次为1、2、…、k。现用x表示逻辑磁盘块号,用a,b,c分别表示任一逻辑磁盘块的柱面号、磁头号、磁道内块号,则x与a,b,c可通过如下公式进行转换:
    x=k*m*a+k*b+c
    a=(x-1) DIV (k*m)
    b=((x-1) MOD (k*m)) DIV k
    c=((x-1) MOD (k*m)) MOD k +1

    注意这里扇区的编号是从1开始的,所以x需要-1

    4、磁盘的分类

     5、总结

    二、磁盘调度算法

    一次磁盘读/写操作需要的时间

    1、先来先服务算法(FCFS)

    2、最短寻找时间优先算法(SSTF)

     

    3、扫描算法(SCAN)

    4、LOOK调度算法

    5、循环扫描算法(C-SCAN)

     6、C-LOOK调度算法

    7、总结

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