免费智能真题库 > 历年试卷 > 系统架构设计师 > 2010年下半年 系统架构设计师 上午试卷 综合知识
  第11题      
  知识点:   磁盘调度算法   磁盘   数据块
  关键词:   传输时间   磁盘   磁头   数据   旋转延迟时间   传输        章/节:   操作系统       

 
磁盘磁头从一个磁道移至另一个磁道需要10ms。文件在磁盘上非连续存放,逻辑上相邻数据块的平均移动距离为10个磁道,每块的旋转延迟时间及传输时间分别为100ms和2ms,则读取一个100块的文件需要(11) ms的时间。
 
 
  A.  10200
 
  B.  11000
 
  C.  11200
 
  D.  20200
 
 
 

 
  第1题    2018年下半年  
   64%
在磁盘调度管理中,应先进行移臂调度,再进行旋转调度。假设磁盘移动臂位于21号柱面上,进程的请求序列如下表所示。如果采用最短..
  第3题    2017年下半年  
   50%
DMA(直接存储器访问)工作方式是在( )之间建立起直接的数据通路。
 
   知识点讲解    
   · 磁盘调度算法    · 磁盘    · 数据块
 
       磁盘调度算法
        访问磁盘的时间由3部分构成,它们是寻道(查找数据所在的磁道)时间、等待(旋转等待扇区)时间和数据传输时间,其中寻道时间(查找时间)是决定因素。
        (1)FCFS算法:有些文献称为FIFO算法。FCFS是一种最简单的磁盘调度算法,按先来先服务的次序,未作优化。这种算法的优点是公平、简单,且每个进程的请求都能依次得到处理,不会出现某一进程的请求长期得不到满足的情况。此算法未对寻道进行优化,致使平均寻道时间可能较长。
        (2)SSTF(Shortest Seek Time First,最短寻道时间优先)算法:选择这样的进程,其要求访问的磁道距当前磁头所在的磁道距离最近,以使每次寻道的时间最短。FCFS会引起读写头在盘面上的大范围移动,SSTF查找距离磁头最短(也就是查找时间最短)的请求作为下一次服务的对象。SSTF查找模式有高度局部化的倾向,会推迟一些请求的服务,甚至引起无限拖延(这种现象称为“饥饿”)。
        (3)SCAN(电梯)算法:不仅考虑到欲访问的磁道与当前磁道的距离,而且优先考虑的是磁头的当前移动方向,是在磁头前进方向上的最短查找时间优先算法,它排除了磁头在盘面局部位置上的往复移动。SCAN算法在很大程度上消除了SSTF算法的不公平性,但仍有利于对中间磁道的请求。SCAN算法的缺陷是当磁头刚由里向外移动过某一磁道时,恰有一进程请求访问此磁道,这时进程必须等待,待磁头由里向外,然后再从外向里扫描完所有要访问的磁道后,才处理该进程的请求,致使该进程的请求被严重地推迟。
        (4)N-SCAN(N步SCAN)算法:这是对SCAN算法的改良,磁头的移动与SCAN算法是一样的,不同的是扫描期间只对那些在扫描开始前已等待服务的请求提供服务。在服务期间,新到达的请求即使在磁头前进方向上也得不到服务,直到下一个新扫描周期开始。N-SCAN算法的实质是把FCFS和SCAN的优点结合起来,以便取得较好的性能。如果新到达的请求按优化次序排列,则下一个扫描周期必然花费最少的磁头移动时间。
        (5)C-SCAN(循环扫描)算法:这是对SCAN算法的另一种改良,是单向服务的N步SCAN算法,C-SCAN算法规定磁头单向移动。C-SCAN算法彻底消除了对两端磁道请求的不公平。
 
       磁盘
        在磁表面存储器中,磁盘的存取速度最快,且具有较大的存储容量,是目前广泛使用的外存储器。磁盘存储器由盘片、驱动器、控制器和接口组成。盘片的两面用来存储信息。驱动器用于驱动磁头(读/写头)沿盘面作径向运动以寻找目标磁道位置,驱动盘片以额定速率稳定旋转,通常是5400~15000r/min(Revolution Per Minute,RPM),并且控制数据的写入和读出。控制器接收主机发来的命令,将它转换成磁盘驱动器的控制命令,并实现主机和驱动器之间数据格式的转换及数据传送,以控制驱动器的读/写操作。一个控制器可以控制一台或多台驱动器。接口是主机和磁盘存储器之间的连接逻辑。
        磁盘存储器也称为硬盘存储器。硬盘存储器具有存储容量大,使用寿命长,存取速度较快的特点。硬盘存储器的硬件包括硬盘控制器(适配器)、硬盘驱动器以及连接电缆。硬盘控制器(Hard Disk Controller,HDC)对硬盘进行管理,并在主机和硬盘之间传送数据。硬盘控制器以适配卡的形式插在主板上或直接集成在主板上,然后通过电缆与硬盘驱动器相连。硬盘驱动器(Hard Disk Drive,HDD)中有盘片、磁头、主轴电机(盘片旋转驱动机构)、磁头定位机构、读/写电路和控制逻辑等。
        为了提高单台驱动器的存储容量,在硬盘驱动器内使用了多个盘片,它们被叠装在主轴上,构成一个盘组;每个盘片的两面都可用作记录面,所以一个硬盘的存储容量又称为盘组容量。
        硬盘的接口方式可以说是硬盘另一个非常重要的技术指标,这点从SCSI硬盘和IDE硬盘的巨大差价就能体现出来,接口方式直接决定硬盘的性能。现在最常见的接口有IDE(ATA)和SCSI两种,此外还有一些移动硬盘采用了PCMCIA或USB接口。
        .IDE(Integrated Drive Electronics):IDE接口最初由CDC、康柏和西部数据公司联合开发,由美国国家标准协会(ATA)制定标准,所以又称ATA接口。普通用户家里的硬盘几乎全是IDE接口的。IDE接口的硬盘可细分为ATA-1(IDE)、ATA-2(EIDE)、ATA-3(Fast ATA-2)、ATA-4(包括UItraATA、Ultra ATA/33、Ultra ATA/66)与Serial ATA(包括Ultra ATA/100及其他后续的接口类型)。基本IDE接口数据传输率为4.1Mb/s,传输方式有PIO和DMA两种,支持总线为ISA和EISA。后来为提高数据传输率、增加接口上能连接的设备数量、突破528MB限制及连接光驱的需要,又陆续开发了ATA-2、ATAPI和针对PCI总线的FAST-ATA、FAST-ATA2等标准,数据传输率达到了16.67MB/s。
        .小型计算机系统接口(Small Computer System Interface,SCSI):SCSI并不是专为硬盘设计的,实际上它是一种总线型接口。由于独立于系统总线工作,所以它的最大优势在于其系统占用率极低,但由于其昂贵的价格,这种接口的硬盘大多用于服务器等高端应用场合。
 
       数据块
        如前所述,文件的逻辑结构一般是字节流,即无结构。用户程序可以在这种字节流的基础上,构造自己所需的各种数据结构。由于文件是存放在磁盘等存储设备当中,而这些设备的访问单元并不是字节。例如,在磁盘中,是以扇区为单元来进行读写操作的。因此,对于文件系统而言,必须将用户提交的这种字节流(一个连续的逻辑地址空间)映射为磁盘所需要的扇区。为了实现设备的独立性,通常的做法是把磁盘空间划分为一个个大小相同的块,称为物理块,每个物理块包含若干个连续的扇区。同时把文件的字节流也分成大小相同的逻辑块。然后在文件系统的内部,以块为单位来进行操作,把每一个逻辑块保存在一个物理块当中。
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