Zu den Festplattenplanungsalgorithmen gehören: 1. „Wer zuerst kommt, mahlt zuerst“-Algorithmus, der die Planung entsprechend der Reihenfolge durchführt, in der Prozesse Zugriff auf die Festplatte anfordern; die Spur, auf der sich der aktuelle Kopf befindet, um die Suchzeit jedes Mal zu minimieren. 3. Wählen Sie als nächsten Dienst die Anforderung aus, die der Spur, auf der sich der aktuelle Kopf befindet, in der aktuellen Bewegungsrichtung am nächsten liegt Objekt; 4. Zyklischer Scan-Algorithmus, spezifiziert auf der Grundlage des Scan-Algorithmus. Der Plattenkopf bewegt sich in eine Richtung, um Dienste bereitzustellen, und bewegt sich bei der Rückkehr direkt zum Startende, ohne irgendwelche Anforderungen zu bedienen.
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.
Häufig verwendete Festplattenplanungsalgorithmen
Wer zuerst kommt, mahlt zuerst Algorithmus
FCFS-Algorithmus plant entsprechend der Reihenfolge, in der Prozesse den Zugriff auf die Festplatte anfordern. 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.
Algorithmusidee: Zugriffsanfragen in der Reihenfolge ihres Eintreffens bearbeiten.
Vorteile: Einfach und fair.
Nachteile: Die Ineffizienz 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 verlängert und sich nachteilig auf die Maschine auswirkt.
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.
Algorithmusidee: Priorisieren Sie Zugriffsanfragen, die dem aktuellen Leiter für den Dienst am nächsten liegen, und berücksichtigen Sie dabei hauptsächlich die Suchpriorität.
Vorteile: Verbesserte durchschnittliche Festplatten-Servicezeit.
Nachteil: Einige Zugriffsanfragen warten lange und werden nicht bearbeitet.
Scan-Algorithmus (auch bekannt als Aufzugsalgorithmus)
Der SCAN-Algorithmus wählt als nächstes Serviceobjekt die Anforderung aus, die in der aktuellen Bewegungsrichtung des Magnetkopfs der Spur am nächsten liegt, auf der sich der aktuelle Kopf befindet. Da das Bewegungsmuster des Magnetkopfes dem des Aufzugs ähnelt, wird es auch Aufzugsplanungsalgorithmus genannt. 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.
Algorithmusidee: Wenn das Gerät keine Zugriffsanforderung hat, bewegt sich der Magnetkopf nicht; wenn eine Zugriffsanforderung vorliegt, bewegt sich der Magnetkopf in eine Richtung und bedient während der Bewegung [2] die aufgetretenen Zugriffsanforderungen Bestimmen Sie dann die Richtung der Zugriffsanfrage. Wenn ja, fahren Sie mit dem Scannen fort, ändern Sie die Bewegungsrichtung und bedienen Sie die weitergegebenen Zugriffsanfragen usw. Wie in der folgenden Abbildung dargestellt:
Die Kopfbewegungsbahn des Scan-Algorithmus (Aufzugsalgorithmus)
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 dass Anfragen bedient werden. 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.
Ergänzung: Vergleich verschiedener Algorithmen
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Vorteile |
Nachteile |
FCFS-Algorithmus | Fair, einfach |
Die durchschnittliche Suchentfernung ist groß und sollte nur in Situationen mit weniger Festplatten-E/A verwendet werden |
SSTF-Algorithmus |
Die Leistung ist besser als „Wer zuerst kommt, mahlt zuerst“ |
Eine durchschnittliche Suche kann nicht garantiert werden. In kürzester Zeit kann ein „Hunger“-Phänomen auftreten Ende des Kopfes |
| C-SCAN-Algorithmus
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eliminiert die Ungerechtigkeit von Track-Anfragen an beiden Enden |
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