操作系统--磁盘调度题目

【题目来源-2010 408 真题】
假设 计 算机系统采用CSCAN(循环扫描)磁盘调度策略 。使 用2KB的内存空间记录16384个磁盘的 空闲 状态 。

（1）请说明在上述条件 下 如何进行磁盘 空闲 状态的管理。
（2）设某单面磁盘的旋转速度为每分钟6000转 ， 每个磁道有100个扇区，相 邻 磁道间的平均移动的时间为1ms 。 若在某时刻，磁头位于100号磁道处，并沿着磁道号增大的方向移动(如下图所示),磁道号 请求 队列为50，90，30，120 ， 对 请求 队列中的每个磁道需 要 读取1个随机分布的扇区，则读完这个扇区点共需要多少时间? 要求 给出计算过程。
（ 3 ）如果将磁盘替换为随机访问的 Flash半导体存储器（如U盘，SSD等），是否有比CSCAN更高效的磁盘调度策略？若有，给出磁盘调度策略的名称并说明理由；若无，说明理由。

【解答】
（1）有题目可只一共有 16384 个盘块需要管理，因为盘块数量大，不适合采用空闲表和空闲链表法进行管理，所以采用位示图进行管理。

每一个盘块用一位来记录，则需要 16384 b，也就是 16384 / 8 = 2048B = 2KB，刚好可以用题目给出的 2KB 内存空间来记录。

（2）
首先介绍三个用于磁盘调度时间的公式

计算整个过程的时间实际上是分开单独计算寻道时间，旋转延迟时间和读取数据时间。

寻道时间
题目可知采用循环扫描算法，所以寻道顺序是 100->120->30->50->90，一共跨越了 20+90+20+40 个磁道。

所以寻道时间 = 170*1ms=170ms
（此处没有给出磁臂启动时间则不计算）

旋转延迟时间
直接带入公式 = $\frac{1}{2?6000转/min}=5ms$
这是计算的定位到一个扇区的平均旋转时间，现在我们分别要定位 4 个扇区
所以总旋转延迟 = 4*5=20ms

读取数据时间
这里的计算并不是直接代公式。

我们知道一个磁道读取一转需要的时间是 $\frac{1}{6000转/min}=0.01s=10ms$
现在要求每个磁道只读取随机的一个扇区，题目已知一个磁道里有 100 个扇区，所以读取一个磁道一个扇区的时间 = $\frac{10ms}{100}=0.1ms$

一共有4个磁道所以是 0.4 ms

所以总共的时间加起来是：170+20+0.4=190.4