操作系统课堂问答笔记25习题答案

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【5-7】

1、什么是“饥饿”现象&＃xff1f;哪些磁盘调度算法会导致“饥饿”现象发生&＃xff1f;

答&＃xff1a;按照某种磁盘调度算法&＃xff0c;可能会导致有些磁道总是得不到的访问&＃xff08;可能磁道优先级低&＃xff09;&＃xff0c;这就是“饥饿”现象。最短寻道时间优先(SSTF)算法会导致“饥饿”现象发生&＃xff0c;因为只要不断有新进程的请求到达&＃xff0c;且其所要访问的磁道与磁头当前所在磁道的距离较近&＃xff0c;这种新进程的I/O请求必然优先满足&＃xff08;也就是距离磁头当前所在磁道的距离较远的磁道总是得不到访问&＃xff09;。

2、简述FCFS、SSTF、SCAN、CSCAN算法的基本原理&＃xff08;NStepSCAN和FSCAN调度算法不要求&＃xff09;

答&＃xff1a;给出磁头将要访问的磁道号序列&＃xff0c;以及磁盘调度算法&＃xff08;可能还包括当前磁头的移动方向&＃xff09;&＃xff0c;计算磁头总的寻道距离&＃xff08;寻道长度&＃xff09;或者平均寻道距离&＃xff08;寻道长度&＃xff09;是经常出现在各类考试中的典型题目。

先来先服务(FCFS)算法&＃xff1a;根据进程请求访问磁盘的先后次序进行调度。

最短寻道时间优先(SSTF) 算法&＃xff1a;该算法选择这样的进程&＃xff0c;其要求访问的磁道与当前磁头所在的磁道距离最近&＃xff0c;以使每次的寻道时间最短&＃xff0c;但这种算法不能保证平均寻道时间最短&＃xff08;因为磁头可能经常往复运动&＃xff0c;导致时间消耗过多&＃xff09;。

扫描(SCAN)算法&＃xff1a;也叫电梯算法&＃xff0c;总是从磁头当前位置开始&＃xff0c;沿磁头的移动方向去选择离当前磁头最近的那个磁道。假设沿磁头的方向无请求访问时&＃xff0c;就改变磁头的移动方向。采用这样的调度算法。需要设置两个队列。依据磁头的移动方向&＃xff0c;能访问到的磁道由近及远排序。背离磁头移动方向的磁道也由近及远排队。先按磁头当前移动方向调度第一个队列&＃xff0c;当该方向没有磁道时&＃xff0c;再改变方向&＃xff0c;调度另一个队列。

循环扫描(CSCAN)算法&＃xff1a;也叫单向电梯算法、铲雪机算法&＃xff08;名字很形象的&＃xff09;&＃xff0c;循环扫描调度算法是在扫描算法的基础上改进的。磁头改为单项移动&＃xff0c;由外向里。当前位置开始沿磁头的移动方向去选择离当前磁头最近的那个磁道。如果沿磁头的方向无请求访问时&＃xff0c;再回到最外&＃xff0c;访问磁道号最小的磁道。

例子如下&＃xff08;从左到右&＃xff0c;从上到下依次使用FCFS、SSTF、SCAN、CSCAN算法&＃xff09;&＃xff1a;

3、高速磁盘缓冲&＃xff0c;磁盘容错和廉价冗余磁盘阵列等内容是第8章磁盘存储器管理的内容&＃xff08;不要求&＃xff09;&＃xff0c;了解几个概念&＃xff1a;

高速磁盘缓存&＃xff1a;磁盘高速缓存是一种软件机制&＃xff0c;它允许系统把通常存放在磁盘上的一些数据保留在RAM&＃xff08;内存&＃xff09;中&＃xff0c;以便对那些数据的进一步访问而不用再访问磁盘。因为对同一磁盘数据的反复访问频繁发生&＃xff0c;所以磁盘高速缓存对系统性能至关重要。与磁盘交互的用户进程可能需要反复请求读或写同一磁盘数据。此外&＃xff0c;不同的进程可能也需要在不同的时间访问相同的磁盘数据。分配一些内存空间作为采用高速磁盘缓冲可以极大地提高磁盘I/O速度。

提高磁盘I/O速度的其它方法&＃xff08;除磁盘高速缓存外&＃xff09;&＃xff1a;提前读&＃xff0c;延迟写&＃xff0c;优化物理块的分布&＃xff0c;虚拟盘。

廉价冗余磁盘阵列&＃xff1a;磁盘阵列&＃xff08;Redundant Arrays of Independent Disks&＃xff0c;RAID&＃xff09;&＃xff1a;独立磁盘构成的具有冗余能力的阵列&＃xff0c;磁盘阵列是由很多块独立的磁盘&＃xff0c;组合成一个容量巨大的磁盘组&＃xff0c;把相同的数据存储在多个硬盘的不同的地方&＃xff08;冗余&＃xff09;的方法。通过把数据放在多个硬盘上&＃xff0c;输入输出操作能以平衡的方式交叠&＃xff0c;改良性能。因为多个硬盘增加了平均故障间隔时间&＃xff08;MTBF&＃xff09;&＃xff0c;储存冗余数据也增加了容错性能。