磁盘存储管理精.ppt
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《磁盘存储管理精.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《磁盘存储管理精.ppt(57页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、磁盘存储管理磁盘存储管理第1页,本讲稿共57页9.1 9.1 磁盘磁盘I/OI/O磁盘磁盘I/O速度的高低,将直接影响文件系统速度的高低,将直接影响文件系统的性能。的性能。提高磁盘提高磁盘I/O速度的主要途径:速度的主要途径:选择性能好的磁盘选择性能好的磁盘采用好的磁盘调度算法采用好的磁盘调度算法设置磁盘高速缓冲区设置磁盘高速缓冲区第2页,本讲稿共57页直接(随机)存取设备:存取磁盘上任一物理块的时间不依赖直接(随机)存取设备:存取磁盘上任一物理块的时间不依赖于该物理块所处的位置。于该物理块所处的位置。一、数据的组织一、数据的组织信息记录在磁道上,多个盘片,正反两面都用来记录信息,每面信息记录
2、在磁道上,多个盘片,正反两面都用来记录信息,每面一个磁头一个磁头,所有盘面中处于同一磁道号上的所有磁道组成一所有盘面中处于同一磁道号上的所有磁道组成一个柱面。磁道由若干个扇区组成,每个扇区的大小相当于个柱面。磁道由若干个扇区组成,每个扇区的大小相当于一个盘块。一个盘块。物理地址形式:物理地址形式:磁头号(盘面号)磁头号(盘面号)磁道号(柱面号)磁道号(柱面号)扇区号扇区号9.1.1 9.1.1 磁盘性能简述磁盘性能简述第3页,本讲稿共57页磁道磁道扇区扇区第4页,本讲稿共57页柱面柱面扇区扇区磁臂磁臂磁头磁头第5页,本讲稿共57页二、磁盘的类型二、磁盘的类型固定头磁盘:每个磁道设置一个磁头,变
3、换磁道时不需要固定头磁盘:每个磁道设置一个磁头,变换磁道时不需要磁头的机械移动,速度快但成本高磁头的机械移动,速度快但成本高移动头磁盘:一个盘面只有一个磁头,变换磁道时需要移动磁头,移动头磁盘:一个盘面只有一个磁头,变换磁道时需要移动磁头,速度慢但成本低速度慢但成本低 磁盘系统由磁盘本身和驱动控制设备组成,实际存取读写的动磁盘系统由磁盘本身和驱动控制设备组成,实际存取读写的动作过程是由磁盘驱动控制设备按照主机要求完成的。作过程是由磁盘驱动控制设备按照主机要求完成的。一次访盘请求:一次访盘请求:读读/写,磁盘地址(设备号,柱面号,磁头号,扇区号),内存写,磁盘地址(设备号,柱面号,磁头号,扇区号
4、),内存地址(源地址(源/目)目)9.1.1 9.1.1 磁盘性能简述磁盘性能简述第6页,本讲稿共57页磁盘访问时间包括以下三个部分:磁盘访问时间包括以下三个部分:l寻道时间寻道时间TSTS:磁头移动定位到指定磁道。:磁头移动定位到指定磁道。10-40ms10-40msTS=m*n+s TS=m*n+s(m m:常数,:常数,n:n:移动的磁道数,移动的磁道数,s:s:磁盘磁盘启动时间)启动时间)l旋转延迟时间旋转延迟时间TRTR:等待指定扇区旋转到磁头下。:等待指定扇区旋转到磁头下。硬盘平均硬盘平均8.3ms,8.3ms,软盘平均软盘平均50-100ms50-100msl数据传输时间数据传输
5、时间TTTT:数据在磁盘与内存之间的实际传:数据在磁盘与内存之间的实际传输。输。TT=b/(r*N)(b:TT=b/(r*N)(b:读写字节数读写字节数 r:r:磁盘转速磁盘转速 N:N:一一个磁道上的字节数)个磁道上的字节数)分析:提高分析:提高I/OI/O效率的关键是什么?效率的关键是什么?9.1.1 9.1.1 磁盘性能简述磁盘性能简述第7页,本讲稿共57页设计文件系统时应尽可能减少磁盘访问次数设计文件系统时应尽可能减少磁盘访问次数块高速缓存块高速缓存 系统在内存中保存一些块,逻辑上它们属于磁盘,系统在内存中保存一些块,逻辑上它们属于磁盘,检查所有的读请求,看所需的块是否在高速缓存中。检
6、查所有的读请求,看所需的块是否在高速缓存中。如果在,则可直接进行读操作。否则,首先要将块如果在,则可直接进行读操作。否则,首先要将块读到高速缓存,再拷贝到所需的地方,如果高速缓读到高速缓存,再拷贝到所需的地方,如果高速缓存已满,则需要进行淘汰存已满,则需要进行淘汰合理分配磁盘空间合理分配磁盘空间 分配块时,把有可能顺序存取的块放在一起,最好分配块时,把有可能顺序存取的块放在一起,最好在同一柱面上,从而减少磁盘臂的移动次数在同一柱面上,从而减少磁盘臂的移动次数好的磁盘调度算法好的磁盘调度算法9.1.1 9.1.1 磁盘性能简述磁盘性能简述第8页,本讲稿共57页9.1.2 9.1.2 早期的磁盘调
7、度算法早期的磁盘调度算法磁盘调度:磁盘调度:当多个访盘请求在等待时,采用一定的策略,对这些当多个访盘请求在等待时,采用一定的策略,对这些请求的服务顺序调整安排,旨在降低平均磁盘服务时间,请求的服务顺序调整安排,旨在降低平均磁盘服务时间,达到公平、高效达到公平、高效公平:一个公平:一个I/OI/O请求在有限时间内满足请求在有限时间内满足高效:减少设备机械运动所带来的时间浪费高效:减少设备机械运动所带来的时间浪费,主要是使磁盘的平均寻道时间最短。,主要是使磁盘的平均寻道时间最短。第9页,本讲稿共57页一、先一、先来先服务:按访问请求到达的先后次序服务。来先服务:按访问请求到达的先后次序服务。优点:
8、简单,公平;优点:简单,公平;缺点:效率不高,相临两次请求可能会造成最内到最外缺点:效率不高,相临两次请求可能会造成最内到最外的柱面寻道,使磁头反复移动,增加了服务时间,对的柱面寻道,使磁头反复移动,增加了服务时间,对机械也不利。机械也不利。例:假设磁盘访问序列:例:假设磁盘访问序列:9898,183183,3737,122122,1414,124124,6565,6767读写头起始位置:读写头起始位置:5353安排磁头服务序列,计算磁头移动总距离(道数)安排磁头服务序列,计算磁头移动总距离(道数)9.1.2 9.1.2 早期的磁盘调度算法早期的磁盘调度算法第10页,本讲稿共57页5353:9
9、898,183183,3737,122122,1414,124124,6565,67 67 总总=640=640先先来来先先服服务务第11页,本讲稿共57页二、二、最短寻道时间优先:优先选择距当前磁头最近的最短寻道时间优先:优先选择距当前磁头最近的访问请求进行服务,主要考虑寻道优先。访问请求进行服务,主要考虑寻道优先。优点:改善了磁盘平均服务时间;优点:改善了磁盘平均服务时间;缺点:造成某些访问请求长期等待得不到服务。缺点:造成某些访问请求长期等待得不到服务。9.1.2 9.1.2 早期的磁盘调度算法早期的磁盘调度算法第12页,本讲稿共57页5353:9898,183183,3737,1221
10、22,1414,124124,6565,67 67 总总=236=236最最短短寻寻道道时时间间优优先先第13页,本讲稿共57页一、扫描算法(电梯算法)一、扫描算法(电梯算法)克服了最短寻道优先的缺点,既考虑了克服了最短寻道优先的缺点,既考虑了距离,同时又考虑了方向距离,同时又考虑了方向 具体做法:当设备无访问请求时,磁头具体做法:当设备无访问请求时,磁头不动;当有访问请求时,磁头按一个方不动;当有访问请求时,磁头按一个方向移动,在移动过程中对遇到的访问请向移动,在移动过程中对遇到的访问请求进行服务,然后判断该方向上是否还求进行服务,然后判断该方向上是否还有访问请求,如果有则继续扫描;否则有访
11、问请求,如果有则继续扫描;否则改变移动方向,并为经过的访问请求服改变移动方向,并为经过的访问请求服务,如此反复务,如此反复9.1.3 9.1.3 各种扫描算法各种扫描算法第14页,本讲稿共57页第15页,本讲稿共57页5353:9898,183183,3737,122122,1414,124124,6565,67 67 总总=208=208本本例例所所示示的的当当前前移移动动方方向向为为向向磁磁道道号号减减少少的的方方向向电电梯梯算算法法第16页,本讲稿共57页二、循环扫描算法二、循环扫描算法循环扫描法也称单向扫描,规定磁头单向移动。例如:它对请求者的服务总是每次从柱面号开始,然后移动至最大柱
12、面。遇着访问进行服务。一次完后,磁头再返回号柱面,又重复上述步骤。9.1.3 9.1.3 各种扫描算法各种扫描算法第17页,本讲稿共57页第18页,本讲稿共57页例:假设磁盘访问序列:例:假设磁盘访问序列:9898,183183,3737,122122,1414,124124,6565,6767读写头起始位置:读写头起始位置:53,53,移动方向是移动方向是向磁道号向磁道号增加增加的方向的方向循环扫描算法:循环扫描算法:访问序列:访问序列:53,65,67,98,122,124,183,14,37总移动距离总移动距离=3229.1.3 9.1.3 各种扫描算法各种扫描算法第19页,本讲稿共57
13、页三、三、N步扫描和FSCAN算法 引入目的:避免磁臂粘连。引入目的:避免磁臂粘连。N N步步扫扫描描:将将磁磁盘盘请请求求队队列列分分成成若若干干个个长长度度为为N N的的子子队队列列,磁磁盘盘调调度度将将按按FCFSFCFS算算法法依依次次处处理理这这些些子子队队列列,对每个队列的处理用对每个队列的处理用SCANSCAN方法。方法。注意:注意:N N的选取。的选取。FSCANFSCAN算算法法:两两个个队队列列,一一是是当当前前请请求求I/OI/O的的磁磁盘盘请请求求队队列列,二二是是在在扫扫描描期期间间新新出出现现的的所所有有磁磁盘盘请请求求组组成成的的队队列列。这这样样,所所有有新新到
14、达的访问请求本次不予访问,留待下次再服务。到达的访问请求本次不予访问,留待下次再服务。9.1.3 9.1.3 各种扫描算法各种扫描算法第20页,本讲稿共57页FSCANFSCAN算法示意图算法示意图第21页,本讲稿共57页例:假设磁盘访问序列:例:假设磁盘访问序列:9898,183183,3737,122122,1414,124124,6565,67 67 新出现:新出现:4545,7 7,3030读写头起始位置:读写头起始位置:53 53 当前移动方向为当前移动方向为向磁道号向磁道号增加增加的方向的方向N N步扫描(步扫描(N=3)N=3):分组序列:分组序列:(98,183,37)(98,
15、183,37),(122(122,1414,124)124),(65(65,67,45)67,45),(,(7 7,3030)访问序列:访问序列:(98,183,37)(98,183,37),(14(14,122122,124)124),(67(67,65,45)65,45),(3030,7 7)总移动距离总移动距离=?=?FSCANFSCAN算法:算法:访问序列访问序列 (6565,6767,9898,122122,124124,183183,3737,1414)(7 7,3030,45 45)总移动距离总移动距离=?=?9.1.3 9.1.3 各种扫描算法各种扫描算法526344第22页,
16、本讲稿共57页9.2 9.2 外存分配算法外存分配算法文件的物理结构:文件的物理结构:又称为文件的存储结构,是指文件在又称为文件的存储结构,是指文件在外存上的存储组织形式,于存储介质的外存上的存储组织形式,于存储介质的特性有关。特性有关。类型:类型:顺序结构(顺序分配)顺序结构(顺序分配)链接结构(链接分配)链接结构(链接分配)索引结构(索引分配)索引结构(索引分配)第23页,本讲稿共57页9.2.1 9.2.1 连续分配连续分配 一个文件的信息存放在若干连续的物理块中一个文件的信息存放在若干连续的物理块中 优点:简单简单 支持顺序存取和随机存取支持顺序存取和随机存取 顺序存取速度快顺序存取速
17、度快 所需的磁盘寻道次数和寻道时间最少所需的磁盘寻道次数和寻道时间最少 缺点:A A 文件不能动态增长文件不能动态增长 预留空间预留空间:浪费浪费 重新分配和移动重新分配和移动 B B 不利于文件插入和删除不利于文件插入和删除 C C 外部碎片问题外部碎片问题:存储压缩技术存储压缩技术第24页,本讲稿共57页012345678910111213141516171819202122232425262728293031文件名文件名 始址始址 块数块数count02tr143mail196list284f62文件目录文件目录countftrmaillist第25页,本讲稿共57页9.2.2 9.2.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 磁盘 存储 管理
![提示](https://www.deliwenku.com/images/bang_tan.gif)
限制150内