磁盘调度算法

深藏阁楼爱情的钟 2023-09-24 19:03 169阅读 0赞

磁盘调度算法

为了减少对文件的访问时间,应采用一种最佳的磁盘调度算法,以使各进程对磁盘的平均访问时间最少。由于在访问磁盘时主要是寻道时间。因此,磁盘调度的目标是使磁盘的平均寻道时间最少。

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1.先来先服务(FCFS)

算法原则: 根据进程请求访问磁盘的先后顺序进行调度。

优点: 公平简单每个进程都能依次得到处理,不会出现某一进程长时间得不到满足的情况。

缺点: 平均寻道时间会有点长,适用于磁盘I/O进程数目较少的场合。

假设磁头的初始位置是100号磁道,有多个进程先后陆续地请求访问55、58、39、18、90、160、150、38、184号磁道。
按照FCFS的规则,按照请求到达的顺序,磁头需要依次移动到55、58、39、18、90、160、150、38、184号磁道。

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2.最短寻找时间优先(SSTF)

算法原则: SSTF算法会优先处理的磁道是与当前磁头最近的磁道。可以保证每次的寻道时间最短,但是并不能保证总的寻道时间最短。(其实就是贪心算法的思想,只是选择眼前最优,但是总体未必最优)。

优点: 性能较好,平均寻道时间短。

缺点: 可能产生“饥饿”现象(磁头长时间在某一区域内移动)。

假设磁头的初始位置是100号磁道,有多个进程先后陆续地请求访问55、58、39、18、90、160、150、38、184号磁道。

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3.扫描算法(SCAN)

算法原则: 为了防止SSTF算法的“饥饿”问题,可以规定,只有磁头移动到最外侧磁道的时候才能往内移动,移动到最内侧磁道的时候才能往外移动。这就是扫描算法(SCAN)的思想。由于磁头移动的方式很像电梯,因此也叫电梯算法。

优点: 性能较好,平均寻道时间较短,不会产生饥饿现象。

缺点:

①只有到达最边上的磁道时才能改变磁头移动方向,事实上,处理了184号磁道的访问请求之后就不需要再往右移动磁头了。
②SCAN算法对于各个位置磁道的响应频率不平均(如:假设此时磁头正在往右移动,且刚处理过90号磁道,那么下次处理9O号磁道的请求就需要等磁头移动很长一段距离;而响应了184号磁道的请求之后,很快又可以再次响应184号磁道的请求了)。

假设某磁盘的磁道为0~200号,磁头的初始位置是100号磁道,且此时磁头正在往磁道号增大的方向移动,有多个进程先后陆续地请求访问55、58、39、18、90、160、150、38、184号磁道。

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4.LOOK调度算法

算法原则: 扫描算法(SCAN)中,只有到达最边上的磁道时才能改变磁头移动方向,事实上,处理了184号磁道的访问请求之后就不需要再往右移动磁头了。LOOK调度算法就是为了解决这个问题,如果在磁头移动方向上已经没有别的请求,就可以立即改变磁头移动方向(边移动边观察,因此叫LOOK)。

优点: 比起SCAN算法来,不需要每次都移动到最外侧或最内侧才改变磁头方向,使寻道时间进一步缩短。

假设某磁盘的磁道为0~200号,磁头的初始位置是100号磁道,且此时磁头正在往磁道号增大的方向移动,有多个进程先后陆续地请求访问55、58、39、18、90、160、150、38、184号磁道。

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5.循环扫描算法(C-SCAN)

算法原则: SCAN算法对于各个位置磁道的响应频率不平均,而C-SCAN算法就是为了解决这个问题。规定只有磁头朝某个特定方向移动时才处理磁道访问请求,而返回时直接快速移动至起始端而不处理任何请求。

优点: 比起SCAN来,对于各个位置磁道的响应频率很平均。

缺点: 只有到达最边上的磁道时才能改变磁头移动方向,事实上,处理了184号磁道的访问请求之后就不需要再往右移动磁头了,并且磁头返回时其实只需要返回到18号磁道即可,不需要返回到最边缘的磁道。另外,比起SCAN算法来,平均寻道时间更长。

假设某磁盘的磁道为0~200号,磁头的初始位置是100号磁道,且此时磁头正在往磁道号增大的方向移动,有多个进程先后陆续地请求访问55、58、39、18、90、160、150、38、184号磁道。

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6.C-LOOK调度算法

算法原则: C-SCAN算法的主要缺点是只有到达最边上的磁道时才能改变磁头移动方向,并且磁头返回时不一定需要返回到最边缘的磁道上。C-LOOK算法就是为了解决这个问题。如果磁头移动的方向上已经没有磁道访问请求了,就可以立即让磁头返回,并且磁头只需要返回到有磁道访问请求的位置即可。

优点: 比起C-SCAN算法来,不需要每次都移动到最外侧或最内侧才改变磁头方向,使寻道时间进一步缩短。

假设某磁盘的磁道为0~200号,磁头的初始位置是100号磁道,且此时磁头正在往磁道号增大的方向移动,有多个进程先后陆续地请求访问55、58、39、18、90、160、150、38、184号磁道。

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