磁盘

磁盘存储器

磁盘存储器的概述磁盘的结构磁盘调度算法1. 先来先服务2.最短寻道时间优先3.基于扫描的磁盘调度算法（电梯算法）

磁盘存储器的概述

磁盘存储器是计算机系统中最重要的存储设备，其中存放了大量的文件。对文件的读，写操作都涉及到了对磁盘的访问。

磁盘的结构

盘面（Platter）：一个磁盘有多个盘面；磁道（Track）：盘面上的圆形带状区域，一个盘面可以有多个磁道；扇区（Track Sector）：磁道上的一个弧段，一个磁道可以有多个扇区，它是最小的物理储存单位，目前主要有 512 bytes 与 4 K 两种大小；磁头（Head）：与盘面非常接近，能够将盘面上的磁场转换为电信号（读），或者将电信号转换为盘面的磁场（写）；制动手臂（Actuator arm）：用于在磁道之间移动磁头；主轴（Spindle）：使整个盘面转动。

磁盘调度算法

在了解磁盘的调度算法之前需要了解一下磁盘的访问时间。

读写一个磁盘块的时间的影响因素有： 旋转时间（主轴转动盘面，使得磁头移动到适当的扇区上）寻道时间（制动手臂移动，使得磁头移动到适当的磁道上）实际的数据传输时间 寻道时间Ts:这是指把磁臂（磁头）移动到指定的磁道上所经历的时间。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。

Ts = m * n +s m是1个常数，与磁盘驱动速度有关。对一般的磁盘，m = 0.2；对高速磁盘，m <= 0.1 磁臂启动时间约为2ms.

磁盘调度的目标就是使磁盘的平均寻道时间最少。

1. 先来先服务

FCFS, First Come First Served

按照磁盘请求的顺序进行调度。 优点是公平和简单。缺点也很明显，因为未对寻道做任何优化，使平均寻道时间可能较长。

2.最短寻道时间优先

SSTF, Shortest Seek Time First

优先调度与当前磁头所在磁道距离最近的磁道。 虽然平均寻道时间比较低，但是不够公平。如果新到达的磁道请求总是比一个在等待的磁道请求近，那么在等待的磁道请求会一直等待下去，也就是出现饥饿现象。具体来说，两端的磁道请求更容易出现饥饿现象。

3.基于扫描的磁盘调度算法（电梯算法）

SCAN,又称电梯算法。

该算法优先考虑磁头当前移动的方向。如果此时磁头正向外面移动，它会优先考虑进行外面的的磁道访问。这个算法依旧参考当前磁道和欲访问磁道间的距离。当一个磁头自里向外进行移动时，首先考虑外面的磁道访问，并且考虑当前磁道和欲访问磁道间的距离，当外面的磁道没有访问请求时，才开始考虑向里移动。这样做就能避免SSTF算法的饥饿情况。 这样向外（内）就一直先向外（内）直到没有向外（内）的请求，类似于电梯的运行，因此也叫做电梯算法。