磁盘调度管理中移臂调度和旋转调度

在磁盘调度管理中,移臂调度和旋转调度是两种不同的优化调度方法,用来提高磁盘读写效率。我们可以通过以下两种方式来理解它们:

1. 移臂调度(Seek Scheduling)

移臂调度是指磁盘驱动器的磁头在不同的柱面(track)之间移动的调度。磁头需要从一个柱面移动到另一个柱面,而这个移动的过程就是“移臂”,通常是物理磁盘访问中耗时最长的部分。

例子:

假设磁盘上有10个柱面编号为 0 到 9,磁头当前位于柱面 3,接收到的读写请求是访问柱面 8、1 和 4。
如果按照先来先服务(FCFS)的方式处理,调度顺序是访问 8 -> 1 -> 4,需要的移动距离为:

  • 从柱面 3 移动到 8:|8 - 3| = 5
  • 从柱面 8 移动到 1:|8 - 1| = 7
  • 从柱面 1 移动到 4:|4 - 1| = 3
    总共移动距离是 5 + 7 + 3 = 15。
最短移臂调度算法(SSTF, Shortest Seek Time First):

最短移臂调度算法总是优先处理距离磁头当前位置最近的请求,来减少磁头移动的时间。

计算方法
同样假设当前磁头位于柱面 3,收到的请求有柱面 8、1 和 4,SSTF 的调度顺序是:

  • 当前在柱面 3,最接近的是柱面 4(距离为 1),所以先访问 4。
  • 下一步从柱面 4 移动到最近的柱面 1(距离为 3)。
  • 最后从柱面 1 移动到柱面 8(距离为 7)。

总移动距离为 1 + 3 + 7 = 11,相比于先来先服务算法减少了磁头的移动距离。

2. 旋转调度(Rotational Scheduling)

旋转调度是指磁盘的旋转调度,也称为旋转延迟旋转延时调度。即在磁头到达目标柱面后,磁盘还需要旋转一段时间,使目标扇区到达磁头下方才能进行读写。旋转调度主要优化磁盘旋转时的扇区访问顺序。

例子:

假设磁头已经定位到柱面 5,磁盘旋转的方向是顺时针,接收到的请求依次需要访问扇区 4、7 和 2。在旋转调度中,可以选择旋转角度最短的扇区来进行访问,减少旋转延迟。

  • 如果磁头当前对准了扇区 3,那么选择最近的扇区 4 访问,然后继续旋转到 7,再到 2。

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