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第1题      2018年下半年 系统架构设计师 上午试卷 综合知识
所属知识点   操作系统        关键词   磁盘   进程   移臂调度算法   柱面   算法
考点辞典   磁盘调度   算法   磁盘调度   调度算法   算法   算法

 
磁盘调度管理中,应先进行移臂调度,再进行旋转调度。假设磁盘移动臂位于21号柱面上,进程的请求序列如下表所示。如果采用最短移臂调度算法,那么系统的响应序列应为( )。
 
 
  A.  ②⑧③④⑤①⑦⑥⑨
 
  B.  ②③⑧④⑥⑨①⑤⑦
 
  C.  ①②③④⑤⑥⑦⑧⑨
 
  D.  ②⑧③⑤⑦①④⑥⑨
 
 
 

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磁盘调度
磁盘是可被多个进程共享的设备。操作系统应采用一种适当的调度算法,以使各进程对磁盘的平均访问时间最小。磁盘调度分为移臂调度和旋转调度两类,并且是先进行移臂调度,然后再进行旋转调度。由于访问磁盘最耗时的是寻道时间,因此,磁盘调度的目标是使磁盘的平均寻道时间最少。
       磁盘驱动调度
       一般可采用以下4种磁盘调度算法。
       (1)先来先服务磁盘调度算法(FCFS)。这是最简单的磁盘调度算法。它根据进程请求访问磁盘的先后次序进行调度。优点是公平、简单,且每个进程的请求都能依次得到处理,不会出现某进程的请求长期得不到满足的情况。此算法由于未对寻道进行优化,因此平均寻道时间可能较长。
       (2)最短寻道时间优先磁盘调度算法(SSTF)。SSTF算法要求访问的磁道与当前磁头所在的磁道距离最近,使得每次的寻道时间最短,但这种调度算法却不能保证平均寻道时间最短。
       (3)扫描算法(SCAN)。SCAN算法也是一种寻道优化的算法,它克服了SSTF算法的缺点。既考虑访问磁道与磁头当前位置的距离,更优先考虑了当前的移动方向。这种算法磁头移动的规律颇似电梯的运行,故又常称为电梯调度算法。
       (4)单向扫描调度算法(CSCAN)。SCAN存在这样的问题:当磁头刚从里向外移动过某一磁道时,恰有一进程请求访问此磁道,这时该进程必须等待磁头从里向外,然后再从外向里扫描完所有要访问的磁道后,才处理该进程的请求,致使该进程的请求被严重地推迟。为了减少这种延迟,CSCAN算法规定了磁头做单向移动。
       旋转调度算法
       系统应该选择延迟时间最短的进程对磁盘的扇区进行访问。当有若干等待进程请求访问磁盘上的信息时,旋转调度应考虑以下3种情况。
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算法
算法是对特定问题求解步骤的一种描述,它是指令的有限序列,其中每一条指令表示一个或多个操作。一个算法具有下列5个重要特性。
.有穷性。一个算法必须总是在执行有穷步之后结束,且每一步都可在有穷时间内完成。
.确定性。算法中的每一条指令必须有确切的含义,读者理解时不会产生二义性,并且在任何条件下,算法只有唯一的一条执行路径,即对于相同的输入只能得出相同的输出。
.可行性。一个算法是可行的,即算法中描述的操作都是可以通过已经实现的基本运算执行有限次来实现的。
.输入。一个算法有零个或多个输入,这些输入取自某个特定对象的集合。
.输出。一个算法有一个或多个输出,这些输出是同输入有着某些特定关系的量。
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磁盘调度
对磁盘的存取访问一般要有三部分时间。首先要将磁头移动到相应的磁道或柱面上,这个时间叫作寻道时间;一旦磁头到达指定磁道,必须等待所需要的扇区旋转到读/写头下,这个时间叫作旋转延迟时间;信息在磁盘和内存之间的实际传送时间叫作传送时间。磁盘调度的目的是使平均寻道时间最少。
       磁盘驱动调度
       一般可采用以下4种磁盘优化调度算法。
       1)先来先服务算法(FCFS)
       FCFS算法即按照访问请求的次序为各个进程服务,这是最公平且最简单的算法,但是效率不高。
       2)最短寻道时间优先算法(SSTF)
       SSTF算法以寻道优化为出发点,优先为距离磁头当前所在位置最近的磁道(柱面)的访问请求服务。这种算法使每次的寻道时间最短,但也存在缺点:不能保证平均寻道时间最短。
       3)扫描算法(SCAN)
       SCAN算法也是一种寻道优化的算法,它克服了SSTF算法的缺点,既考虑访问磁道与磁头当前位置的距离,又考虑磁臂的移动方向,且以方向优先。这种算法比较公平,而且效率较高。这种算法因其基本思想与电梯的工作原理相似,故又称电梯算法。
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调度算法
作业调度算法有许多种,常见的有如下几种。
.先来先服务(FCFS):按作业到达的先后次序调度,它不利于短作业。
.短作业优先(SJF):按作业的估计运行时间调度,估计运行时间短的作业优先调度,它不利于长作业,可能会使一个估计运行时间长的作业迟迟得不到服务。
.响应比高者优先(HRN):综合上述两者,既考虑作业估计运行时间,又考虑作业等待时间,响应比是:
HRN=(估计运行时间+等待时间)/估计运行时间
.优先级调度算法:根据作业的优先级别,优先级高者先调度。
.均衡调度算法:根据系统运行情况和作业本身进行分类,调度程序从这些分类中轮流挑选作业执行。
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算法
       算法的基本概念及特性
       算法是为解决某一特定类型问题规定的一个运算过程,它具有以下特性。
       (1)有穷性。一个算法必须在执行有穷步骤之后结束,且每一步都可以在有限时间内完成。
       (2)确定性。算法的每一步必须是确切定义的,不能有歧义。
       (3)可行性。算法应该是可行的。
       (4)输入。一个算法有零个或多个输入。
       (5)输出。一个算法有一个或多个输出。
       算法与数据结构
       数据结构是算法设计的基础,而算法总是建立在一定的数据结构基础之上的。
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算法
隐式字典的典型压缩算法有LZ77和LZSS。显式字典的典型压缩算法有LZ78和LZW。下面介绍LZ77算法和LZSS算法。
       LZ77算法
       为了更好地说明LZ77算法的原理,首先介绍该算法中的几个术语。
       . 输入流:要被压缩的字符序列。
       . 字符:输入流中的基本数据单元。
       . 编码位置:输入流中当前要编码的字符位置,指前向缓冲存储器中的开始字符。
       . 前向缓存:存放从编码位置到输入流结束的字符序列。
       . 窗口:包含W个字符的窗口,字符是从编码位置开始往后数的,也就是最后处理的字符数。
       . 指针:指向窗口中的匹配串并包含长度的指针。
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