《磁盘调度算法》课件.pptxVIP

《磁盘调度算法》课件简介本课件将深入浅出地介绍磁盘调度算法，从磁盘结构及工作原理出发，逐步讲解各种常见的磁盘调度算法，包括先来先服务(FCFS)、最短寻道时间优先(SSTF)、扫描(SCAN)、循环扫描(C-SCAN)和最高响应比优先(HRRN)算法等。我们还将比较这些算法的优劣，分析它们的适用场景和发展趋势。最后，我们将探讨磁盘调度算法在实际应用中的重要意义。ppbypptppt

磁盘结构及工作原理磁盘是计算机系统中重要的存储设备，它以磁性介质的形式存储数据。磁盘由多个盘片构成，每个盘片有两个磁表面，表面被划分成多个同心圆的磁道。磁道又细分为多个扇区，每个扇区是磁盘上存储数据的基本单位。数据在磁盘上按照磁道、扇区和柱面的方式进行组织，磁盘控制器控制着磁盘的读写操作。当需要访问磁盘上的数据时，磁盘控制器会将磁头移动到指定的磁道，并读取或写入数据。

磁盘访问时间的组成寻道时间寻道时间是指磁头从当前磁道移动到目标磁道所需的时间。寻道时间是磁盘访问时间的主要组成部分之一。旋转延迟时间旋转延迟时间是指磁盘从指定磁道开始旋转到目标扇区到达磁头下方所需的时间。旋转延迟时间也称为延迟时间。传输时间传输时间是指磁头读取或写入目标扇区数据所需的时间。传输时间与数据块的大小成正比。

磁盘调度算法的作用1提高磁盘利用率磁盘调度算法通过优化磁盘访问顺序，减少磁头移动距离，从而缩短磁盘访问时间，提高磁盘利用率。2提升系统性能磁盘访问时间是影响系统性能的关键因素之一，有效的磁盘调度算法可以显著提高系统整体性能。3降低系统开销磁盘调度算法通过合理调度磁盘访问，减少磁盘寻道和旋转延迟，从而降低系统开销。4保障系统公平性一些磁盘调度算法可以保证不同进程之间对磁盘的公平访问，避免某些进程长期处于等待状态。

先来先服务(FCFS)算法先来先服务(FCFS)算法是一种简单直观的磁盘调度算法。该算法按照请求到达的顺序进行处理，先到达的请求先得到服务。FCFS算法易于实现，但它不考虑磁盘寻道时间，因此效率较低。1简单易懂易于实现2公平性所有请求平等3效率低不考虑寻道时间

先来先服务(FCFS)算法的特点简单易懂FCFS算法是最简单的磁盘调度算法，易于实现。公平性所有请求按到达顺序处理，保证公平。效率低不考虑寻道时间，效率低，可能造成磁头频繁移动。

最短寻道时间优先(SSTF)算法算法原理SSTF算法选择下一个请求时，会优先考虑与当前磁头位置距离最近的请求，以最小化寻道时间。实现方法该算法通常使用一个队列或链表来存储待处理的请求，每次选择距离磁头最近的请求进行处理。效率提升SSTF算法可以有效地减少磁盘寻道时间，提高磁盘访问效率。缺点分析该算法可能导致某些请求长时间等待，造成系统不公平。

最短寻道时间优先(SSTF)算法的特点效率提升SSTF算法通过优先选择距离磁头最近的请求，有效减少磁盘寻道时间，提高磁盘访问效率。相比于FCFS算法，它可以显著缩短平均寻道时间，提高系统整体性能。公平性不足SSTF算法可能导致某些请求长时间等待，造成系统不公平。例如，如果磁头一直处于某个区域附近，则该区域外的请求可能长期无法得到服务。实现复杂度SSTF算法需要计算每个请求与当前磁头位置的距离，实现相对复杂。相比于FCFS算法，它需要更多的计算资源，可能会影响系统效率。适用场景SSTF算法适用于对磁盘访问效率要求较高，但对公平性要求不高的场景。例如，在数据库系统或文件服务器等高负载系统中，可以优先考虑磁盘访问效率。

扫描(SCAN)算法扫描(SCAN)算法是一种改进的磁盘调度算法，它克服了SSTF算法的公平性问题。SCAN算法模拟磁头在磁盘表面上进行扫描，从当前位置开始向一个方向移动，直到到达磁盘的边界。1磁头扫描从当前位置开始扫描，直到到达边界。2方向切换到达边界后，磁头改变扫描方向。3服务请求在扫描过程中，服务经过的请求。SCAN算法保证了所有请求都能得到服务，并避免了磁头在磁盘表面上反复来回移动。

扫描(SCAN)算法的特点公平性扫描算法保证了所有请求都能得到服务，避免了磁头在磁盘表面上反复来回移动，提高了系统公平性。效率提升SCAN算法通过减少磁头移动距离，提高了磁盘访问效率，缩短了平均寻道时间，提高了系统整体性能。性能优化SCAN算法通过优化磁盘访问顺序，提高了磁盘利用率，减少了磁盘寻道和旋转延迟，降低了系统开销。易于实现SCAN算法的实现相对简单，易于理解和维护，适合在实际系统中应用。

循环扫描(C-SCAN)算法1算法原理C-SCAN算法是一种改进的SCAN算法，它在磁头到达磁盘边界后，不会立即改变方向，而是继续扫描到磁盘的另一端，然后再返回到起始位置，提高了效率和公平性。2特点C-SCAN算法避免了磁头在磁盘边界附近频繁切换