磁盘结构磁盘、磁道、扇区磁盘的分类及调度算法

磁盘结构磁盘，磁道，扇区磁盘分类

根据磁盘是否可以移动，磁盘分为可移动头和固定头。

根据磁盘是否可以更换，分为固定磁盘和可更换磁盘

磁盘调度算法

第一次磁盘读取或写入操作需要多长时间？

搜索时间：在读写之前将磁头移动到指定轨道所花费的时间。

实际上，激活前臂需要时间，此处记录为s。

移动磁头时，要跨越的每条轨道需要m。假定总共要穿越n条轨道。

所以寻找时间T = m * n + s;

延迟时间：通过旋转磁盘，它是磁头到达目标扇区所需的时间。速度设置为r。

因此所需的平均延迟时间Tr =（1 / 2) *（1 / r）= 1 / 2r

传输时间：从磁盘读取数据或向磁盘写入数据所花费的时间。假设磁盘旋转速度为r，读写字节为b，每个磁道上的字节数为N，则：

Tt =（1 / r）*（b / N）= b /（rN）

总访问时间=搜索时间+延迟时间+传输时间，但是由于延迟时间和传输时间与硬盘的旋转速度有关，因此旋转速度越高，时间越短，因此系统需要为了优化寻道时间，以下磁盘调度算法都可以满足寻道时间

先到先得算法（FIFO）

根据跟踪请求的顺序安排。

优点：公平而简单。

缺点：平均寻道时间可能更长。

最短寻道时间优先（SSTF）

优先安排与当前磁头所在的轨道最近的轨道的调度。

尽管平均寻道时间变短了，但这还不够公平。如果新到达的跟踪请求始终比等待的跟踪请求更近，则等待的请求将很饿。两端的跟踪请求更容易饿死。

电梯算法（SCAN）

电梯始终保持向一个方向运行，直到该方向上没有请求位置为止，然后更改运行方向。

电梯算法类似于电梯操作过程。它总是在一个方向上执行磁盘调度，直到该方向上没有未完成的磁盘请求，然后再更改方向。

由于考虑了移动方向，所有磁盘请求都将得到满足，从而解决了SSTF算法的饥饿问题。

循环扫描算法（C-SCAN）

仅当头部向某个方向移动时，它才会响应请求，并且头部将在移动到边缘后立即返回到起点。返回途中将不进行任何处理。

LOOK算法和C-LOOK算法

SCAN算法的升级，只要在头部移动的方向上不再有任何请求，头部的方向就会立即更改。

C-SCAN算法的改进，只要在头部移动的方向上不再有任何请求，头部将立即返回到起点。

减少磁盘延迟时间的方法

让我们回顾一下延迟时间：即磁头找到要删除的目标所花费的时间（磁头位于该扇区所属的轨道上，并且通过磁盘旋转找到目标扇区）

备用编号

方法：使具有相邻编号的扇区在物理上不相邻。

原则上：读取一个扇区后，需要一段时间才能继续读取下一个扇区。

命名错误

特定方法：“替换”相邻磁盘的扇区号

原理：与备用编号相同。 “放错名称可以减少延迟时间”

磁盘地址结构（磁盘号，磁盘号，扇区号），为什么不这样（磁盘号，磁盘号，扇区号）？

因为读取具有连续地址的磁盘块，前者不需要移动磁头。

磁盘管理磁盘初始化执行低级格式化（物理格式化），将磁盘的每个磁道划分为多个扇区。扇区通常分为三部分：标题，数据区和尾部。管理山区所需的数据结构通常位于标题和尾部，包括扇区检查代码等。对磁盘进行分区，每个分区由几个柱面（C驱动器，D驱动器等）组成，并对其进行逻辑格式化以创建文件系统。包括创建根目录。初始化用于存储空间管理的数据结构。引导块

打开计算机电源时，需要执行一系列初始化任务。这些初始化任务是通过执行初始化程序（也称为引导加载程序）来完成的。

ROM：ROM中的数据称为只读存储器，已在工厂写入（集成在主板上），以后无法修改。

如果将初始化程序放在ROM中，则无法对其进行修改，因此ROM中仅存储了一个小的“ bootloader”，并且完整的bootloader放置在了boot块中，而boot块位于了ROM中。磁盘固定位置。具有启动分区的磁盘称为系统磁盘或启动磁盘（Windows的C磁盘）

坏块管理

什么是坏块？

一个坏掉且无法正常使用的扇区是一个坏块。这是硬件故障。操作系统无法修复，应将其标记出来，以后再使用。

对于简单磁盘，可以在逻辑格式化期间检查整个磁盘是否有坏块。

对于复杂的磁盘，将维护坏块的链接列表。当磁盘在出厂前以较低的级别初始化时，坏块链将被初始化，并且一些备用扇区将被保留以替换坏块。这种方案称为扇区备用。此操作对系统是透明的。

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