Was sind die Festplattenplanungsalgorithmen?

Zu den Festplattenplanungsalgorithmen gehören: 1. „Wer zuerst kommt, mahlt zuerst“-Algorithmus, der entsprechend der Reihenfolge plant, in der Prozesse Zugriff auf die Festplatte anfordern; 2. Algorithmus mit der Priorität der kürzesten Suchzeit, der die Spur für die Planungsverarbeitung auswählt, die am nächsten ist die Spur, auf der sich der aktuelle Kopf befindet, um die Suchzeit jedes Mal zu minimieren;

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 7-System, Dell G3-Computer.

Festplattenplanung In einem mehrfach programmierten Computersystem kann jeder Prozess kontinuierlich unterschiedliche Anforderungen für Lese-/Schreibvorgänge auf der Festplatte stellen. Da diese Prozesse manchmal Anfragen schneller senden können, als die Festplatte antworten kann, muss für jedes Festplattengerät eine Warteschlange erstellt werden.

Es gibt vier häufig verwendete Festplattenplanungsalgorithmen:

• First-Come-First-Served-Algorithmus (FCFS)

• Shortest-Seek-Time-First-Algorithmus (SSTF)

• Scan-Algorithmus (SCAN)

• Circular Scan Algorithmus (CSCAN)

First-come-first-served-Algorithmus

Der FCFS-Algorithmus plant entsprechend der Reihenfolge, in der der Prozess Zugriff auf die Festplatte anfordert. Dies ist der einfachste Planungsalgorithmus. Der Vorteil dieses Algorithmus ist seine Fairness. Wenn nur eine kleine Anzahl von Prozessen Zugriff benötigt und die meisten Anforderungen auf geclusterte Dateisektoren zugreifen, ist eine gute Leistung zu erwarten. Wenn jedoch eine große Anzahl von Prozessen um die Festplattennutzung konkurriert, liegt die Leistung dieses Algorithmus häufig nahe bei der zufälligen Planung. Daher werden bei der tatsächlichen Festplattenplanung einige komplexere Planungsalgorithmen berücksichtigt.

1. Algorithmus-Idee: Zugriffsanfragen in der Reihenfolge ihres Eintreffens bearbeiten.

2. Vorteile: einfach und fair.

3. Nachteile: Die Effizienz ist nicht hoch. Zwei benachbarte Anforderungen können dazu führen, dass der Zylinder von innen nach außen wandert, was dazu führt, dass sich der Magnetkopf wiederholt bewegt, was die Wartungszeit erhöht und nicht gut für die Maschine ist.

Algorithmus „Kürzeste Suchzeit zuerst“

Der SSTF-Algorithmus wählt für die Planungsverarbeitung die Spur aus, die der Spur, auf der sich der aktuelle Kopf befindet, am nächsten liegt, sodass die Suchzeit jedes Mal am kürzesten ist. Die Wahl der minimalen Suchzeit garantiert natürlich nicht die minimale durchschnittliche Suchzeit, kann jedoch eine bessere Leistung als der FCFS-Algorithmus bieten. Dieser Algorithmus erzeugt ein „Hunger“-Phänomen.

1. Algorithmusidee: Priorisieren Sie Zugriffsanfragen, die dem aktuellen Leiter für den Dienst am nächsten liegen, und berücksichtigen Sie dabei hauptsächlich die Suchpriorität.

2. Vorteile: Verbesserte durchschnittliche Festplatten-Servicezeit.

3. Nachteil: Manche Zugriffsanfragen warten lange und werden nicht bearbeitet.

Scan-Algorithmus (auch bekannt als Aufzugsalgorithmus)

Der SCAN-Algorithmus wählt als nächstes Serviceobjekt die Anforderung aus, die der Spur, auf der sich der aktuelle Kopf in der aktuellen Bewegungsrichtung des Magnetkopfes befindet, am nächsten liegt. Da das Kopfbewegungsmuster dem eines Aufzugs ähnelt, wird es auch als Aufzugsplanungsalgorithmus bezeichnet. Der SCAN-Algorithmus wird den kürzlich gescannten Bereichen nicht gerecht und ist daher hinsichtlich der Zugriffslokalität nicht so gut wie der FCFS-Algorithmus und der SSTF-Algorithmus.

1. Algorithmusidee: Wenn das Gerät keine Zugriffsanforderung hat, bewegt sich der Magnetkopf nicht, wenn eine Zugriffsanforderung vorliegt, und während der Bewegung [2] bedient er die angetroffene Zugriffsanforderung , und bestimmt dann, ob noch Zugriffsanfragen in die Richtung vorhanden sind. Wenn ja, fahren Sie mit dem Scannen fort, ändern Sie die Bewegungsrichtung und bedienen Sie die weitergegebenen Zugriffsanfragen usw.

2. Vorteile: Überwindung der Mängel der kürzesten Suche zuerst unter Berücksichtigung von Entfernung und Richtung.

Zyklischer Scan-Algorithmus

Basierend auf dem Scan-Algorithmus ist festgelegt, dass sich der Magnetkopf in eine Richtung bewegt, um Dienste bereitzustellen. Bei der Rückkehr bewegt er sich schnell direkt zum Startende, ohne Anfragen zu bedienen. Da der SCAN-Algorithmus Zugriffsanfragen bevorzugt in der Nähe der innersten oder äußersten Spuren verarbeitet, wird der verbesserte C-SCAN-Algorithmus verwendet, um dieses Problem zu vermeiden.

Bei Verwendung des SCAN-Algorithmus und des C-SCAN-Algorithmus folgt der Magnetkopf immer strikt von einem Ende der Platte zum anderen Ende. Offensichtlich kann er im tatsächlichen Gebrauch verbessert werden, das heißt, die Magnetkopfbewegung muss nur verbessert werden Eine Anfrage bis zum äußersten Ende erreichen. Kehrt zurück, ohne den Festplattenendpunkt zu erreichen. Diese Form des SCAN-Algorithmus und des C-SCAN-Algorithmus wird als LOOK- und C-LOOK-Planung bezeichnet. Dies liegt daran, dass sie prüfen, ob eine Anfrage vorliegt, bevor sie sich in eine bestimmte Richtung bewegen. Beachten Sie, dass der SCAN-Algorithmus und der C-SCAN-Algorithmus standardmäßig auch als LOOK und C-LOOK geplant werden können, sofern nicht anders angegeben.

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