磁盘复习

假定磁盘转速为20ms/r，每个磁道被划分为10个扇区，如图1所示。现有10条记录存放在同一磁道上（一条记录正好与一个扇区的大小相等），处理程序从磁盘读出一条记录需要4ms，现要求按从1到10的顺序处理这10条记录。若磁头处于首条记录的起点位置，则：（1）按逆时针方向依次存放这10条记录（磁盘顺时针方向旋转），处理程序读取这10条记录需要多长时间？（2）按最优化分布重新安排这10条记录，写出记录的逆时针存放顺序，并计算处理这10条记录需要的时间。分析：①数据处理时间=磁盘访问+数据处理;②磁盘访问时间=磁头寻道+旋转延迟+数据传输。(1)数据传输需要20/10=2ms，数据处理需要4ms，因此处理记录需要6ms。到下一条记录的旋转延迟需要2ms*8=16ms故以此顺序处理这10条记录需要：6+9*(16+6)=204ms(2)通过优化数据分布，重新安排这10条记录的顺序为如图所示：计算处理这10条记录需要的时间：10*6ms=60ms某磁盘共有100个柱面，每个柱面有8个磁头，每个盘面分4个扇区。若逻辑记录与扇区等长，柱面、磁道、扇区均从0起编号。现用16位的200个字(0-199)来组成位示图来管理盘空间。现问：(1)位示图第15个字的第7位为0而准备分配给某一记录，该块的柱面号、磁道号、扇区号是多少?(2)现回收第56柱面第6磁道第3扇区，这时位示图的第几个字的第几位应清0?答：(1)位示图第15个字的第7位对应的块号=15×16(字长)+7=247，而块号247对应的：柱面号=247/(8×4)=7(从0编号，向下取整)磁头号=(247MOD32)/4=5扇区号=247MOD32MOD4=3(2)块号=柱面号×柱面扇区数+磁道号×盘扇区+盘扇区=56×(8×4)+6×4+3=1819字号=1819/16=113位号=1819MOD16=11所以，回收第56柱面第6磁道第3扇区时，位示图的第113字的第11位应清0。旋转型设备上信息的优化分布能减少为若干个I/O服务的总时间。设磁鼓上分为20个区，每区存放一个记录，磁鼓旋转一周需20毫秒，读出每个记录平均需用1毫秒，读出后经2毫秒处理，再继续处理下一个记录。在不知当前磁鼓位置的情况下：（1）顺序存放记录1、……，记录20时，试计算读出并处理20个记录的总时间；（2）给出优先分布20个记录的一种方案，使得所花的总处理时间减少，且计算出这个方案所花的总时间。答：定位第1个记录需10ms。读出第1个记录，处理花2ms，这时已到了第4个记录，再转过18个记录(花18ms)才能找到记录2，所以，读出并处理20个记录的总时间：10+3+(1+2+18)×19=13+21×19=412ms如果给出优先分布20个记录的方案为：1，8，15，2，9，16，3，10，17，4，11，18，5，12，19，6，13，20，7，14。当读出第1个记录，花2ms处理后，恰好就可以处理记录2，省去了寻找下一个记录的时间，读出并处理20个记录的总时间：10+3+3×19=13+57=70ms现有如下请求队列：8，18，27，129，110，186，78，147，41，10，64，12。分别按升序和降序移动，电梯调度算法计算处理所有存取请求移动的总柱面数。答：升序移动次序为：100-110-129-147-186-78-64-41-27-18-12-10-8。移动的总柱面数：264。降序移动次序为：100-78-64-41-27-18-12-10-8-110-129-147-186。移动的总柱面数：270。现有如下请求队列：8，18，27，129，110，186，78，147，41，10，64，12；试用查找时间最短优先算法计算处理所有请求移动的总柱面数。假设磁头当前位置下在磁道100。答：处理次序为：100-110-129-147-186-78-64-41-27-18-12-10-8。移动的总柱面数：264。某文件为连接文件，由5个逻辑记录组成，每个逻辑记录的大小与磁盘块大小相等，均为512字节，并依次存放在50、121、75、80、63号磁盘块上。现要读出文件的1569字节，问访问哪一个磁盘块?答：80号磁盘块有一具有40个磁道的盘面，编号为0~39，当磁头位于第11磁道时，顺序来到如下磁道请求：磁道号：1、36、16、34、9、12；试用1）先来先服务算法FCFS、2）最短查找时间优先算法SSTF、3）扫描算法SCAN等三种磁盘驱动调度算法，计算出它们各自要来回穿越多少磁道？答：1)FCFS为111。2)SSTF为61。3)SCAN为60(先扫地址大的请求)，为45(先扫地址小的请求)。假定磁盘有200个柱面，编号0~199，当前存取臂的位置在143号柱面上，并刚刚完成了125号柱面的服务请求，如果请求队列的先后顺序是：86，147，91，177，94，150，102，175，130；试问：为完成上述请求，下列算法存取臂移动的总量是多少？并算出存取臂移动的顺序。(1)先来先服务算法FCFS；(2)最短查找时间优先算法SSTF；(3)扫描算法SCAN。(4)电梯调度。答：(1)先来先服务算法FCFS为565，依次为143-86-147-91-177-94-150-102-175-130。(2)最短查找时间优先算法SSTF为162，143-147-150-130-102-94-91-86-175-177。(3)扫描算法SCAN为169，依次为143-147-150-175-177-199-130-102-94-91-86。(4)电梯调度为125(先向地址大的方向)，为143-147-150-175-177-102-94-91-86为148(先向地址小的方向)依次为143-130-102-94-91-86-147-150-175-177。某磁盘共有200个柱面，每个柱面有20个磁道，每个磁道有8个扇区，每个扇区为1024B．如果驱动程序接到访求是读出606块，计算该信息块的物理位置。答:l）每个柱面的物理块数为20×8=160块。2)606/160。得到商为3，余数为126。故可知访求的物理位置在：第3个柱面（0柱面开始编号）的126物理块中。若磁头的当前位置为100柱面，磁头正向磁道号增加方向移动。现有一磁盘读写请求队列，柱面号依次为：23，376，205，132，19，61，190，398，29，4，18，40。若采用先来先服务、最短寻道时间优先和扫描算法，试计算出各种算法的移臂经过的柱面数？答：采用先来先服务处理次序为：100-23-376-205-132-19-61-190-398-29-4-18-40，总柱面数为：1596。采用SSTF处理次序为：100-132-190-205-61-40-29-23-19-18-4-376-398，总柱面数为：700。采用SCAN处理次序为：100-132-190-205-376-398-61-40-29-23-19-18-4，总柱面数为：692。磁盘请求以10、22、20、2、40、6、38柱面的次序到达磁盘驱动器，如果磁头当前位于柱面20。若查找移过每个柱面要花6ms，用以下算法计算出查找时间：1)FCFS,2)最短查找优先，3）电梯调度（正向柱面大的方向）。答：1)FCFS查找时间次序为：20、10、22、20、2、40、6、38、、查找时间为876ms。2)最短查找优先查找次序为：20、20、22、10、6、2、38、40，查找时间为360ms。3）电梯调度查找次序为：20、20、22、38、40、10、6、2，查找时间为：348ms.今假定在某移动臂磁盘上，刚刚处理了访问一信息，并且有下述请求序列等待访问磁盘75号柱面的请求，目前正在80号柱面读信息,并且有下请求序列等待访问磁盘:请求次序12345678欲访问的柱面号16040190188905832102试用：(l）电梯调度算法（2）最短寻找时间优先算法分别列出实际处理上述请求的次序。答：(l）电梯调度算法查找次序为：80、90、102、160、188、190、58、40、32，总柱面数为：268.(2）最短查找优先查找次序为：80、90、102、58、40、32、160、188、190，总柱面数为：250。磁盘组共有n个柱面，编号顺序为O、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+ca=(x-l)DIV(K*M)b=((x-l)MOD(K*m))DIVkc=((x-l)MOD（K*m))MODk+l若某磁盘组为n=200,m=20,k=10，问：(1）柱面号为185，磁头号为12，道内块号为5的磁盘块的逻辑磁盘块号为多少？(2）逻辑磁盘块号为1200，它所对应的柱面号、磁头号及磁道内块号为多少？(3）若每一磁道内的信息块从。开始编号，依次为0、1、…、k-1，其余均同题设，试写出x与a、b、c之间的转换公式。答：(1）由上述公式可知，逻辑磁盘块号x为：x=k*m*a+k*b+c=10*20*185+10*12+5=37125所以，柱面号为185，磁头号为12，道内块号为5的磁盘块的逻辑磁盘块号为：37125。(2）由上述公式可知，a=（X-1)DIV(k*m)=（1200-l)DIV(10*20)=1199DIV200=5b=((x-1)MOD(k*m))DIVK=（(1200-1)MOD(10*20))DIV10=(1199MOD200)DIV10=199DIV10=10c=((x-l)MOD(k*m))MODk+l=((1200-1)MOD(10X20))MOD10+1=(1199MOD200)MOD10+1=199MOD10+l=9+l=10所以，逻辑磁盘块号为1200，它所对应的柱面号是5、磁头号是19及磁道内块号为10(3）转换公式为：x=k*m*a+k*b+c+1a=(x-1)DIV(k*m)b=((x-1)MOD(k*m))DIVKc=((x-1)MOD(k*m）MODk有一移动臂磁盘，共100个磁道，每个磁道分8个扇区，磁盘转速为500r/s（转/秒），磁头每移动一个磁道需要10ms，有一个用户请求访问第25磁道第3扇区，并立即被系统响应，假设磁头当时处于15道上，磁头到达第25道时正处于1扇区的开始位置，试计算该用户至少需要等待多长时间？（25－15）×10＝100ms，旋转一周时间：1/500r/s=2ms，磁头经过每个扇区用时:2/83×（2/8）＝0.75ms，t＝100.75ms旋转型磁盘上的信息优化分布能减少若干I/O服务的总时间。假如有13个记录存放在磁盘的某一磁道上，每个磁道划分成13块，每块存放一个记录，如图下所示。块号12345678910111213记录R1R2R3R4R5R6R7R8R9R10R11R12R13如果磁盘旋转速度为30ms（毫秒）转1周，处理程序每读一个记录后花5ms进行处理。请问（1）处理完13个记录的总时间是多少？（2）为缩短处理时间应如何排列这些记录？计算重新排列记录后的总的处理时间。（1）处理完13个记录的总时间≈395ms（2）重新排列记录如下：块号12345678910111213记录R1R11R8R5R2R12R9R6R3R13R10R7R4重新排列记录后的总的处理时间≈118.1ms假定磁盘转速为6000r/min（转/分），磁盘格式化时每个盘面被分为9个扇区，现有一个文件共有A，B，C，D，E，F，G，H，I九个逻辑记录要存放在同一磁道上供处理程序使用，假设每个记录的大小与扇区的大小相同，处理程序每次从磁盘读出一个记录后要花2.5ms处理时间。若忽略其他辅助时间，请回答下列问题：（1）现在假设已经顺序存放好这9个记录，记录逆时针排列，磁盘顺时针旋转。那么读出该文件需要多少时间