操做系統——磁盤設備管理

1、磁盤的結構

其實在上個學期學習計算機組成原理的時候，我寫過一篇博客 計算機組成原理——輔助存儲器

這篇博客中有關於磁盤的介紹和一些計算，因爲本課是操做系統，這裏我根據王道考研講解的磁盤設備，再總結一下，主要的側重點仍是有點不一樣。

一、磁盤、磁道和扇區

 

 二、盤面和柱面

 

三、磁盤的物理地址

磁盤塊的物理地址是用三個參數來表示的。也就是說要在磁盤上訪問一個扇區，必須給出其柱面號、磁頭號（盤面號）和扇區號，這稱爲扇區的物理地址，即物理扇區號。由物理扇區號表示的扇區稱爲絕對扇區。爲了方便，操做系統一般將其轉變爲連續的邏輯扇區號加以管理。
這裏解釋一下磁頭號，這是咱們老師對其的稱呼，也有人習慣稱其爲盤面號或者是磁道號，我我的更傾向於稱其爲盤面號，畢竟扇區在盤面上，稱其爲對應的磁頭，感受很奇怪？這裏姑且仍是稱爲磁頭號吧。

編址方式爲：對整個磁盤從柱面0到最後一個柱面增長，在柱面上按磁道號增長，在磁道上按扇區號增長。

磁盤塊號的組成形式：

 

設一塊爲一扇，則磁盤塊號及其物理三地址之間可按如下式子轉換:
(1)已知塊號，則磁盤驅動用的三地址：
     柱面號＝[塊號/（磁頭數×扇區數）]
     磁頭號＝[(塊號mod(磁頭數×扇區數))/扇區數]
     扇區號＝(塊號mod(磁頭數×扇區數))mod 扇區數

(2)已知磁盤塊物理地址，則磁盤塊號：
    塊號＝柱面號×(磁頭數×扇區數)＋磁頭號×扇區數＋扇區號

上課的時候我看到上面的式子是有些疑惑的，但後來我對照着磁盤塊號的組成形式就很快明白了。

 

設磁盤組共有n個柱面，編號順序爲0、一、二、…、n-1；共有m個磁頭，編號順序爲0、一、二、…、m-1；每一個磁道內的k個信息塊從1開始編號，依次爲一、二、…、k。現用x表示邏輯磁盤塊號，用a，b，c分別表示任一邏輯磁盤塊的柱面號、磁頭號、磁道內塊號，則x與a，b，c可經過以下公式進行轉換：
x=k*m*a+k*b+c
a=(x-1) DIV (k*m)
b=((x-1) MOD (k*m)) DIV k
c=((x-1) MOD (k*m)) MOD k +1

四、磁盤的分類

 

 五、總結

2、磁盤調度算法

一次磁盤讀/寫操做須要的時間

 

一、先來先服務算法（FCFS）

 

二、最短尋找時間優先算法（SSTF）

 

 

三、掃描算法（SCAN）

四、LOOK調度算法

五、循環掃描算法（C-SCAN）

 

 六、C-LOOK調度算法

 

 

七、總結