磁盘结构思维脑图思维导图
磁盘结构，调度算法，减少延迟方法等内容讲解
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思维导图大纲
磁盘结构思维导图模板大纲
磁盘结构
见笔记例图
磁盘盘面被划分为一个个磁道，一圈就是一个磁道
一个磁道又被划分为一个个扇区，文件以块为单位，一块可能包含一个或多个扇区，各扇区存放数据量相同
注意：顺时针读扇区 = 逆时针转
所有盘面中相对位置相同的磁道组成柱面
磁盘物理地址
（柱面号（即磁道号），盘面号，扇区号）
磁盘分类
固定头磁盘
移动头磁盘
磁盘调度算法
读写磁盘所需时间
寻道时间Ts = s + m×n，s：启动时间，m：跨越一条磁道耗时，n条磁道
最费时
延迟时间Tr = 1/(2×r)，r：转速，并且1转 =扫1磁道
取决于磁盘空闲空间的分配程序，此外还与物理结构有关
将每道所有扇区组成一个簇，随机寻道时，读写一个磁道包括寻道和读写磁道时间T+r
传输时间Tt = b/r×N 或 1/r×M，b：读写字节数，N：每个磁道上字节数，M：各磁道扇区数
Tt的实际含义看题目所问，代表读写1字节或1扇区的用时
磁盘调度算法
先来先服务（FCFS）
可以避免磁道黏着
最短时间优先（SSTF）
每次响应距离最近的访问请求，可能会饥饿
扫描（电梯）算法（SCAN）
磁头向一个方向移动，只要磁头移动方向不再有请求，立刻改变磁头方向
循环扫描（C-SCAN）
磁头向一个方向移动，只要磁头移动方向不再有请求，立刻让磁头返回至最边缘要访问的磁道
见笔记例题
若是Flash半导体存储器不需要考虑寻道时间和旋转延迟，可以直接按I/O请求先后顺序服务
减少延迟时间方法
原理
读完一个扇区要一段时间处理才能读下一个扇区
交替编号
编号相邻的扇区物理上不相邻
错位命名
相邻盘面的对应扇区编号错位
磁盘地址结构设计
为什么用（柱面号，盘面号，扇区号）而不用（盘面号，柱面号，扇区号）
例如读（00，000，000）~（00，001，111），前者无需改变磁头
簇号->物理地址
1个簇可能由多个扇区组成，求簇号实际是求其所占的第1个扇区即可
（柱面号，盘面号，扇区号）
先将簇号->逻辑记录号
1个簇占n个扇区->逻辑记录号 = 簇号×n
逻辑记录号->物理地址
如某磁盘有m个柱面，每个柱面有n个磁道，每个磁道有p个扇区，则物理地址可以标记为（柱面号m，盘面号n，扇区号p）
类比自然数即可，如314即为（百位数10，十位数10，个位数10），10代表取值范围0~9
这里注意盘面号 -> n
若逻辑记录大小 = 一个扇区大小，则公式如下：
柱面号 = 逻辑记录号 / (n × p)
盘面号 = (逻辑记录号/ p) % n
扇区号 = 逻辑记录号 % p
转换过程由磁盘驱动完成
减少读盘次数
FCB分解法，即索引节点
设置当前目录，当前目录常驻内存
注意点
分配簇时只能整块分配，当见到一些奇怪的文件大小，（如5600B，而一个簇4KB），要以簇大小为单位整块分配（上述文件需要两个簇）
沪公网安备 31011502019485号
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