免费智能真题库 > 历年试卷 > 软件设计师 > 2016年上半年 软件设计师 上午试卷 综合知识
  第25题      
  知识点:   磁盘调度   磁盘   数据块
  关键词:   传输时间   磁盘   磁头   数据   旋转延迟时间   传输        章/节:   计算机软件知识       

 
磁盘有100个磁道,磁头从一个磁道移至另一个磁道需要6ms。文件在磁盘上非连续存放,逻辑上相邻数据块的平均距离为10个磁道,每块的旋转延迟时间及传输时间分别为100ms和20ms,则读取一个100块的文件需要(25)ms。
 
 
  A.  12060
 
  B.  12600
 
  C.  18000
 
  D.  186000
 
 
 

 
  第26题    2019年下半年  
   59%
以下关于I/O软件的叙述中,正确的是(26)。
  第26题    2014年下半年  
   18%
假设磁盘块与缓冲区大小相同,每个盘块读入缓冲区的时间为10μs,由缓冲区送至用户区的时间是5μs,系统对每个磁盘块数据的处..
  第26题    2015年下半年  
   43%
假设磁盘块与缓冲区大小相同,每个盘块读入缓冲区的时间为15μs,由缓冲区送至用户区的时间是5μs,在用户区内系统对每块数据..
   知识点讲解    
   · 磁盘调度    · 磁盘    · 数据块
 
       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。
               (1)进程请求访问的是同一磁道上的不同编号的扇区。
               (2)进程请求访问的是不同磁道上的不同编号的扇区。
               (3)进程请求访问的是不同磁道上具有相同编号的扇区。
 
       磁盘
        在磁表面存储器中,磁盘的存取速度最快,且具有较大的存储容量,是目前广泛使用的外存储器。磁盘存储器由盘片、驱动器、控制器和接口组成。盘片的两面用来存储信息。驱动器用于驱动磁头(读/写头)沿盘面作径向运动以寻找目标磁道位置,驱动盘片以额定速率稳定旋转,通常是5400~15000r/min(Revolution Per Minute,RPM),并且控制数据的写入和读出。控制器接收主机发来的命令,将它转换成磁盘驱动器的控制命令,并实现主机和驱动器之间数据格式的转换及数据传送,以控制驱动器的读/写操作。一个控制器可以控制一台或多台驱动器。接口是主机和磁盘存储器之间的连接逻辑。
        磁盘存储器也称为硬盘存储器。硬盘存储器具有存储容量大,使用寿命长,存取速度较快的特点。硬盘存储器的硬件包括硬盘控制器(适配器)、硬盘驱动器以及连接电缆。硬盘控制器(Hard Disk Controller,HDC)对硬盘进行管理,并在主机和硬盘之间传送数据。硬盘控制器以适配卡的形式插在主板上或直接集成在主板上,然后通过电缆与硬盘驱动器相连。硬盘驱动器(Hard Disk Drive,HDD)中有盘片、磁头、主轴电机(盘片旋转驱动机构)、磁头定位机构、读/写电路和控制逻辑等。
        为了提高单台驱动器的存储容量,在硬盘驱动器内使用了多个盘片,它们被叠装在主轴上,构成一个盘组;每个盘片的两面都可用作记录面,所以一个硬盘的存储容量又称为盘组容量。
        硬盘的接口方式可以说是硬盘另一个非常重要的技术指标,这点从SCSI硬盘和IDE硬盘的巨大差价就能体现出来,接口方式直接决定硬盘的性能。现在最常见的接口有IDE(ATA)和SCSI两种,此外还有一些移动硬盘采用了PCMCIA或USB接口。
        .IDE(Integrated Drive Electronics):IDE接口最初由CDC、康柏和西部数据公司联合开发,由美国国家标准协会(ATA)制定标准,所以又称ATA接口。普通用户家里的硬盘几乎全是IDE接口的。IDE接口的硬盘可细分为ATA-1(IDE)、ATA-2(EIDE)、ATA-3(Fast ATA-2)、ATA-4(包括UItraATA、Ultra ATA/33、Ultra ATA/66)与Serial ATA(包括Ultra ATA/100及其他后续的接口类型)。基本IDE接口数据传输率为4.1Mb/s,传输方式有PIO和DMA两种,支持总线为ISA和EISA。后来为提高数据传输率、增加接口上能连接的设备数量、突破528MB限制及连接光驱的需要,又陆续开发了ATA-2、ATAPI和针对PCI总线的FAST-ATA、FAST-ATA2等标准,数据传输率达到了16.67MB/s。
        .小型计算机系统接口(Small Computer System Interface,SCSI):SCSI并不是专为硬盘设计的,实际上它是一种总线型接口。由于独立于系统总线工作,所以它的最大优势在于其系统占用率极低,但由于其昂贵的价格,这种接口的硬盘大多用于服务器等高端应用场合。
 
       数据块
        如前所述,文件的逻辑结构一般是字节流,即无结构。用户程序可以在这种字节流的基础上,构造自己所需的各种数据结构。由于文件是存放在磁盘等存储设备当中,而这些设备的访问单元并不是字节。例如,在磁盘中,是以扇区为单元来进行读写操作的。因此,对于文件系统而言,必须将用户提交的这种字节流(一个连续的逻辑地址空间)映射为磁盘所需要的扇区。为了实现设备的独立性,通常的做法是把磁盘空间划分为一个个大小相同的块,称为物理块,每个物理块包含若干个连续的扇区。同时把文件的字节流也分成大小相同的逻辑块。然后在文件系统的内部,以块为单位来进行操作,把每一个逻辑块保存在一个物理块当中。
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第25题    在手机中做本题