- 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。
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
其中,寻道时间最长,因此磁盘调度的主要目标是使磁盘的平均寻道时间最短。
常见的磁盘调度算法有:
1.FCFS:先来先服务算法;
2.SSTF:最短寻道时间算法;
3.SCAN:扫描算法(也叫电梯调度算法);
4.CSCAN:循环扫描算法
FCFS, First Come First Served
按照磁盘请求的顺序进行调度。算法思想非常简单,就是不论初始磁头在什么位置,都是按照服务队列的先后顺序依次处理进程,可以类比队列的先进先出。优点是进程处理起来非常简单,但缺点显而易见,因为未对寻道做任何优化,使平均寻道时间可能较长。
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。
SCAN
对于扫描算法,磁臂从磁盘的一端开始,向另一端移动;在移过每个柱面时,处理请求。当到达磁盘的另一端时,磁头移动方向反转,并继续处理。磁头连续来回扫描磁盘。SCAN 算法有时称为电梯算法,因为磁头的行为就像大楼里面的电梯,先处理所有向上的请求,然后再处理相反方向的请求。
因为考虑了移动方向,因此所有的磁盘请求都会被满足,解决了 SSTF 的饥饿问题。
C-SCAN
循环扫描(C-SCAN)调度是 SCAN 的一个变种,以提供更均匀的等待时间。像 SCAN 一样,C-SCAN 移动磁头从磁盘一端到磁盘另一端,并且处理行程上的请求。然而,当磁头到达另一端时,它立即返回到磁盘的开头,而并不处理任何回程上的请求。
参考资料: