1、假定磁盘转速为 20ms/r，每个磁道被划分为 10 个扇区，如图 1 所示。现有 10条记录存放在同一磁道上（一条记录正好与一个扇区的大小相等） ，处理程序从磁盘读出一条记录需要 4ms，现要求按从 1 到 10 的顺序处理这 10 条记录。若磁头处于首条记录的起点位置，则：（1）按逆时针方向依次存放这 10 条记录（磁盘顺时针方向旋转） ，处理程序读取这 10 条记录需要多长时间？（2）按最优化分布重新安排这 10 条记录，写出记录的逆时针存放顺序，并计算处理这 10 条记录需要的时间。分析： 数据处理时间=磁盘访问+ 数据处理; 磁盘访问时间=磁头寻道+ 旋转延迟+数据传输。(1)数据传
2、输需要 20/10=2ms，数据处理需要 4ms，因此处理记录需要 6ms。到下一条记录的旋转延迟需要 2ms*8=16ms故以此顺序处理这 10 条记录需要：6+9*(16+6)=204ms (2)通过优化数据分布，重新安排这 10 条记录的顺序为如图所示：计算处理这 10 条记录需要的时间：10*6ms=60ms 某磁盘共有 100 个柱面，每个柱面有 8 个磁头，每个盘面分 4 个扇区。若逻辑记录与扇区等长，柱面、磁道、扇区均从 0 起编号。现用 16 位的 200 个字(0-199)来组成位示图来管理盘空间。现问：(1)位示图第 15 个字的第 7 位为 0 而准备分配给某一记录，该块
3、的柱面号、磁道号、扇区号是多少?(2)现回收第 56 柱面第 6 磁道第 3 扇区，这时位示图的第几个字的第几位应清 0?答：(1)位示图第 15 个字的第 7 位对应的块号=15 16(字长)+7=247 ，而块号247 对应的：柱面号=247/(84)=7(从 0 编号，向下取整)磁头号=(247 MOD 32)/4=5扇区号=247 MOD 32 MOD 4=3(2)块号= 柱面号 柱面扇区数 +磁道号盘扇区+盘扇区 =56(84)+64+3=1819字号=1819/16=113位号=1819 MOD 16 =11所以，回收第 56 柱面第 6 磁道第 3 扇区时，位示图的第 113 字
4、的第 11 位应清0。旋转型设备上信息的优化分布能减少为若干个 I/O 服务的总时间。设磁鼓上分为 20 个区，每区存放一个记录，磁鼓旋转一周需 20 毫秒，读出每个记录平均需用 1 毫秒，读出后经 2 毫秒处理，再继续处理下一个记录。在不知当前磁鼓位置的情况下：（1）顺序存放记录 1、，记录 20 时，试计算读出并处理20 个记录的总时间；（2）给出优先分布 20 个记录的一种方案，使得所花的总处理时间减少，且计算出这个方案所花的总时间。答：定位第 1 个记录需 10ms。读出第 1 个记录，处理花 2ms，这时已到了第 4个记录，再转过 18 个记录(花 18ms)才能找到记录 2，所以，
5、读出并处理 20 个记录的总时间：10+3+(1+2+18)19=13+2119=412ms如果给出优先分布 20 个记录的方案为：1，8，15，2，9，16，3，10，17，4，11，18，5，12，19，6，13，20，7，14。当读出第 1 个记录，花 2ms 处理后，恰好就可以处理记录 2，省去了寻找下一个记录的时间，读出并处理 20 个记录的总时间：10+3+319=13+57=70ms现有如下请求队列：8，18，27，129，110，186，78，147，41，10，64，12。分别按升序和降序移动，电梯调度算法计算处理所有存取请求移动的总柱面数。答：升序移动次序为：100-110
6、-129-147-186-78-64-41-27-18-12-10-8。移动的总柱面数：264。降序移动次序为：100-78-64-41-27-18-12-10-8-110-129-147-186。移动的总柱面数：270。现有如下请求队列：8，18，27，129，110，186，78，147，41，10，64，12；试用查找时间最短优先算法计算处理所有请求移动的总柱面数。假设磁头当前位置下在磁道 100。答：处理次序为：100-110-129-147-186-78-64-41-27-18-12-10-8。移动的总柱面数：264。某文件为连接文件，由 5 个逻辑记录组成，每个逻辑记录的大小与磁盘
7、块大小相等，均为 512 字节，并依次存放在 50、121、75、80、63 号磁盘块上。现要读出文件的 1569 字节，问访问哪一个磁盘块?答：80 号磁盘块有一具有 40 个磁道的盘面，编号为 039，当磁头位于第 11 磁道时，顺序来到如下磁道请求：磁道号：1、36、16、34、9、12；试用 1）先来先服务算法FCFS、2）最短查找时间优先算法 SSTF、3）扫描算法 SCAN 等三种磁盘驱动调度算法，计算出它们各自要来回穿越多少磁道？答：1)FCFS 为 111。2)SSTF 为 61。3)SCAN 为 60(先扫地址大的请求)，为45(先扫地址小的请求) 。假定磁盘有 200 个柱
8、面，编号 0199，当前存取臂的位置在 143 号柱面上，并刚刚完成了 125 号柱面的服务请求，如果请求队列的先后顺序是：86，147，91，177，94，150，102，175，130；试问：为完成上述请求，下列算法存取臂移动的总量是多少？并算出存取臂移动的顺序。(1)先来先服务算法 FCFS；(2)最短查找时间优先算法 SSTF；(3)扫描算法SCAN。(4)电梯调度。答：(1)先来先服务算法 FCFS 为 565，依次为143-86-147-91-177-94-150-102-175-130。(2)最短查找时间优先算法 SSTF 为 162，143-147-150-130-102-94
9、-91-86-175-177。(3)扫描算法 SCAN 为 169，依次为 143-147-150-175-177-199-130-102-94-91-86。(4)电梯调度为 125(先向地址大的方向) ，为 143-147-150-175-177-102-94-91-86为 148(先向地址小的方向) 依次为 143-130-102-94-91-86-147-150-175-177。某磁盘共有 200 个柱面，每个柱面有 20 个磁道，每个磁道有 8 个扇区，每个扇区为 1024B 如果驱动程序接到访求是读出 606 块，计算该信息块的物理位置。答: l ）每个柱面的物理块数为208 = 1
10、60块。 2 ) 606/160。得到商为3 ，余数为126 。故可知访求的物理位置在：第3 个柱面（0 柱面开始编号）的126 物理块中。若磁头的当前位置为 100 柱面，磁头正向磁道号增加方向移动。现有一磁盘读写请求队列，柱面号依次为：23，376，205，132，19，61，190，398，29，4，18，40。若采用先来先服务、最短寻道时间优先和扫描算法，试计算出各种算法的移臂经过的柱面数？答：采用先来先服务处理次序为：100-23-376-205-132-19-61-190-398-29-4-18-40，总柱面数为：1596。采用 SSTF 处理次序为：100-132-190-205
11、-61-40-29-23-19-18-4-376-398，总柱面数为：700。采用 SCAN 处理次序为：100-132-190-205-376-398-61-40-29-23-19-18-4，总柱面数为：692。磁盘请求以 10 、22 、20 、2 、40 、6 、38 柱面的次序到达磁盘驱动器，如果磁头当前位于柱面 20 。若查找移过每个柱面要花 6ms ，用以下算法计算出查找时间：1 ) F CFS , 2 ) 最短查找优先，3 ）电梯调度（正向柱面大的方向）。 答： 1)FCFS查找时间次序为：20、10、22、20、2、40、6、38、查找时间为876ms。2)最短查找优先查找次序
12、为：20、20、22、10、6、2、38、40，查找时间为360ms。3）电梯调度查找次序为：20、20、22、38、40、10、6、2，查找时间为：348ms . 今假定在某移动臂磁盘上，刚刚处理了访问一信息，并且有下述请求序列等待访问磁盘 75 号柱面的请求，目前正在 80 号柱面读信息,并且有下请求序列等待访问磁盘: 请求次序 1 2 3 4 5 6 7 8 欲访问的柱面号 160 40 190 188 90 58 32 102试用：(l）电梯调度算法（2）最短寻找时间优先算法分别列出实际处理上述请求的次序。 答：(l）电梯调度算法查找次序为：80、90、102、160、188、190、
13、58、40、32，总柱面数为：268. (2）最短查找优先查找次序为：80、90、102、58、40、32、160、188、190，总柱面数为：250。 磁盘组共有 n 个柱面，编号顺序为 O、1、2、n-1；共有 m 个磁头，编号顺序为 0 、1、2、m-1。每个磁道内的 k 个信息块从 1 开始编号，依次为1、2、k。现用 x 表示逻辑磁盘块号，用 a, b, c 分别表示任一逻辑磁盘块的柱面号、磁头号、磁道内块号，则 x 与 a, b, c 可通过如下公式进行转换： x = k*m*a + k*b + c a=(x-l)DIV(K*M )b=(x-l)MOD(K*m )DIV k c=(
14、x-l)MOD（K*m)MOD k + l 若某磁盘组为n=200, m=20, k=10，问：(1）柱面号为185，磁头号为12，道内块号为5的磁盘块的逻辑磁盘块号为多少？(2）逻辑磁盘块号为1200，它所对应的柱面号、磁头号及磁道内块号为多少？(3）若每一磁道内的信息块从。开始编号，依次为0、1、k-1，其余均同题设，试写出x与a、b、c之间的转换公式。答：(1）由上述公式可知，逻辑磁盘块号x为：x = k*m*a + k*b + c = 10*20*185 + 10*12 + 5= 37125 所以，柱面号为185，磁头号为12，道内块号为5的磁盘块的逻辑磁盘块号为：37125。( 2
15、）由上述公式可知， a =（X-1) DIV (k*m) =（1200-l) DIV (10*20) = 1199 DIV 200 = 5 b = (x-1) MOD (k*m) DIV K =（(1200 - 1) MOD (10*20) DIV 10 = (1199 MOD 200 ) DIV 10 = 199 DIV 10 = 10 c = ( x-l) MOD (k *m) MOD k + l = (1200- 1)MOD(10X20)MOD 10+1= ( 1199 MOD 200 ) MOD 10 + 1 = 199 MOD 10 + l = 9 + l = 10 所以，逻辑磁盘块
16、号为1200 ，它所对应的柱面号是 5 、磁头号是19 及磁道内块号为10(3）转换公式为： x = k*m*a + k*b + c + 1 a = (x-1)DIV(k*m) b = (x - 1) MOD (k*m ) DIV Kc = ( x - 1) MOD (k*m）MOD k 有一移动臂磁盘，共100个磁道，每个磁道分8个扇区，磁盘转速为500r/s（转/秒），磁头每移动一个磁道需要10ms，有一个用户请求访问第25磁道第3扇区，并立即被系统响应，假设磁头当时处于15道上，磁头到达第25道时正处于1扇区的开始位置，试计算该用户至少需要等待多长时间？（2515）10100ms， 旋转
17、一周时间：1/500r/s=2ms，磁头经过每个扇区用时:2/8 3（2/8）0.75ms， t100.75ms旋转型磁盘上的信息优化分布能减少若干 I/O 服务的总时间。假如有 13 个记录存放在磁盘的某一磁道上，每个磁道划分成 13 块，每块存放一个记录，如图下所示。块号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13记录 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12 R13如果磁盘旋转速度为 30ms（毫秒）转 1 周，处理程序每读一个记录后花 5ms 进行处理。请问（1）处理完 13 个记录的总时间是多少？（2）为缩短处理时间应如何排列这些记
18、录？计算重新排列记录后的总的处理时间。（1）处理完 13 个记录的总时间395ms（2）重新排列记录如下：块号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13记录 R1 R11 R8 R5 R2 R12 R9 R6 R3 R13 R10 R7 R4重新排列记录后的总的处理时间118.1ms假定磁盘转速为 6000r/min（转/分） ，磁盘格式化时每个盘面被分为 9 个扇区，现有一个文件共有 A，B ，C，D，E，F，G，H，I 九个逻辑记录要存放在同一磁道上供处理程序使用，假设每个记录的大小与扇区的大小相同，处理程序每次从磁盘读出一个记录后要花 2.5ms 处理时间。若忽略其他辅
19、助时间，请回答下列问题：（1）现在假设已经顺序存放好这 9 个记录，记录逆时针排列，磁盘顺时针旋转。那么读出该文件需要多少时间？ （2）为了使读出文件需要的时间最短，请重新调整各个记录的存放位置，画出各个记录的存放位置，计算该文件的读出时间。（1）磁盘转速为 6000r/min，即 100r/s，则磁盘旋转一周用时：1/10010（ms）;磁头经过每个扇区用时：10/9（ms）,而读出第一条记录后还需 2.5ms 的时间进行处理后，此时读/写磁头已经在记录 D 位置，为了顺序处理 B 记录，必须等待磁盘把 B 记录旋转到读/写磁头位置下，即要有（10-2.5）ms=7.5ms 的延迟时间。 所
20、以处理这 9 条记录所要花费的时间为：9（10/92.5）87.592.5ms（2）将 9 条逻辑记录在磁道上的位置重新安排，如下图所示：左图所示为这 9 条逻辑记录的最优分布。当读出一条记录后，读/写磁头只需经过 5/6ms 的时间便可读出下一条记录，无需花（1 ）中那么多的延迟时间。根据上图的安排，处理这 9 条记录所花的时间为：9 （10/9+2.5）+85/6=39.2ms。与（1 ）中所需的处理时间相比，显然经过优化分布后读/ 写记录所需的时间要来得少，大大缩短了输入/输出操作时间，提高了系统的效率。假定磁盘转速为 20ms/r，每个磁道被划分为 10 个扇区。现有 10 条记录存放
21、在同一磁道上(一条记录正好与一个扇区的大小相等)，处理程序从磁盘读出一条记录需要 4ms，现要求按从 1 到 10 的顺序处理这 10 条记录。若磁头处于首条记录的起点位置，则：(1)按逆时针方向依次存放这 10 条记录(磁盘顺时针方向旋转)，处理程序读取这 10 条记录需要多长时间？(2)按最优化分布重新安排这 10 条记录，写出记录的逆时针存放顺序，并计算处理这 10 条记录需要的时间。分析： 数据处理时间= 磁盘访问+数据处理 磁盘访问时间= 磁头寻道+旋转延迟+ 数据传输（1）数据传输需要20/10=2ms，数据传送需要4ms，因此处理记录需要6ms。到下一条记录的旋转延迟需要 2ms
22、*8=16ms故以此顺序处理这 10 条记录需要： 6+9*(16+6)=204ms(2)通过优化数据分布，减少旋转延迟时间 10*6ms=60ms注意：当未指明磁头位于首条记录起始位置时，首条记录的旋转延迟按照平均旋转延迟来计算！因此，原题的两个问题：（1） （10+6 ） +9*(16+6)=214ms（2） 10+10*6ms=70ms快表是一个高速、具有并行查询能力的联想存储器，用于存放正运行的进程的当前页号和块号，或者段号和段起始地址。加入快表后,在地址转换时，首先在快表中查找，若找到就直接进行地址转换；未找到，则在主存页表继续查找，并把查到的页号和块号放入联想存储器中。快表的命中率
23、很高，有效地提高了地址转换的速度。假设有 8 个记录 A、B，C、D、E、F、G、H 存放在磁盘里，每个磁道有 8 个扇区，正好可以存放 8 个记录。假设磁盘旋转速度为 20ms/转，处理程序每读出一个记录后，用 2ms 的时间进行处理，请问： a当记录 A、B 、C、D、E、F、G、H 按顺序放在磁道上时，顺序处理这 5 个记录花费的总时间是多少？假设启动时的位置正好在 A 扇区的起点。 b如何采取优化方法，使处理这些记录所花费的总时间最短？求出该最短时间。a磁盘旋转速度是 20ms/转，共分成 8 个扇区，因此，每个扇区所花费的读写时间为 20ms/8 = 2.5ms。若按顺序编号，每读出
24、一个扇区后用 2ms 的时间进行处理，此时，磁盘仍在转动，处理完 A 扇区后，磁头己经过了大部分的 B 扇区，即将到达 C 扇区，因此，要等磁盘再转一圈后才可读扇区 B，见下左图，依此类推，顺序处理 8 个扇区的时间花费是（其中 H 是最后一个，因此，处理有别于其他扇区）： AG 扇区读取时间：2.5ms AG 扇区处理时间：2ms 等待下一个扇区到达时间：20ms 2ms = 18ms H 扇区读取时间：2.5ms H 扇区处理时间：2ms 总消耗时间为：（2.5ms + 2ms + 18ms）* 7 + 2.5ms + 2ms = 162msb) 采用的优化方法是扇区交替编号，使得 A 扇区在处理完以后可以在最短时间内定位 B 扇区，排列方式如上右图。花费时间是： AD 扇区读取时间：2.5ms AD 扇区处理时间：2ms AC 等待下一个扇区到达时间：2.5ms 2ms = 0.5ms D 等待 E 扇区到达时间：0.5ms + 2.5ms = 3ms EH 扇区读取时间：2.5ms EH 扇区处理时间：2ms EG 等待下一个扇区到达时间：2.5ms 2ms = 0.5ms 总消耗时间为：(2.5ms+2ms)*4 + 0.5ms*3+3ms +(2.5ms+2ms)*4 + 0.5ms*3 = 42ms
