2025年操作系统减少延迟时间的方法和磁盘的管理

操作系统减少延迟时间的方法和磁盘的管理一 读写操作时间 假设要连续读取橙**域的 2 3 4 扇区 磁头读取一块的内容 也就是一个扇区的内容 后 需要一小段时间处理 而盘片又在不停地旋转因此 如果 2 3 号扇区相邻着排列 则读完 2 号扇区后无法连续不断地读入 3 号扇区必须等盘片继续旋转 3 号扇区再次划过磁头

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一、读写操作时间

  • 假设要连续读取橙**域的 2、3、4扇区:
    磁头读取一块的内容(也就是一个扇区的内容)后,需要一小段时间处理,而盘片又在不停地旋转因此,如果2、3号扇区相邻着排列,则读完2号扇区后无法连续不断地读入3号扇区必须等盘片继续旋转, 3号扇区再次划过磁头,才能完成扇区读入。
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  • 结论:磁头读入一个扇区数据后需要一小段时间处理,如果逻辑上相邻的扇区在物理上也相邻,则读入几个连续的逻辑扇区,可能需要很长的“延迟时间”

(一)减少延迟时间的方法:交替编号

  • 若采用交替编号的策略,即让逻辑上相邻的扇区在物理上有一定的间隔,可以使读取连续的逻辑扇区所需要的延迟时间更小。
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(二)磁盘地质结构的设计

1. 思考:为什么?磁盘的物理地址是(柱面号,盘面号,扇区号)而不是(盘面号,柱面号,扇区号)?

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  • 结论:读取地址连续的磁盘块时,采用(柱面号,盘面号,扇区号)的地址结构可以减少磁头移动消耗的时间

(三)减少延迟时间的方法:错位命名

1. 方案一:若相邻的盘面相对位置相同处扇区编号相同

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2. 方案二:错位命名

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二、磁盘的管理

(一)磁盘初始化

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  • Step 1:进行低级格式化(物理格式化),将磁盘的各个磁道划分为扇区。一个扇区通常可分为 头、数据区域(如512B大小)、尾 三个部分组成。管理扇区所需要的各种数据结构一般存放在头、尾两个部分,包括扇区校验码(如奇偶校验、CRC循环冗余校验码等,校验码用于校验扇区中的数据是否发生错误)
  • Step 2:将磁盘分区,每个分区由若干柱面组成(即分为我们熟悉的 C盘、D盘、E盘)
  • Step 3:进行逻辑格式化,创建文件系统。包括创建文件系统的根目录、初始化存储空间管理所用的数据结构(如 位示图、空闲分区表)

(二)引导块

  • 计算机开机时需要进行一系列初始化的工作,这些初始化工作是通过执行初始化程序(自举程序)完成的
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  • 初始化程序程序(自举程序)放在ROM中存在什么问题?
  • 万一需要更新自举程序,将会很不方便,因为ROM中的数据无法更改。如何解决呢?
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(三)坏块的管理

  • 坏了、无法正常使用的扇区就是“坏块”。这属于硬件故障,操作系统是无法修复的。应该将坏块标记出来,以免错误地使用到它.
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