操作系统-I/O管理-磁盘和固态硬盘

原创 已于 2023-06-20 23:33:04 修改 · 649 阅读 · 1 ·
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#笔记

于 2023-06-20 23:31:03 首次发布
文章详细介绍了磁盘的结构，包括磁道和扇区的概念，接着探讨了多种磁盘调度算法如FCFS、SSTF、SCAN等，旨在减少寻道时间和延迟时间。此外，还讨论了磁盘地址结构设计的重要性以及磁盘管理策略，如初始化、引导块和坏块管理。最后，提到了固态硬盘SSD的硬盘结构，它是现代存储技术的一个重要进展。

目录

一、磁盘结构

二、磁盘调度算法

​编辑 2.1先来先服务(FCFS)

 2.2最短寻找时间优先(SSTF)

 2.3扫描算法(SCAN)

 2.4LOOK调度算法

 2.5循环扫描算法(C-SCAN)

2.6 C-LOOK调度算法 

 三、减少延迟时间方法

交替编号

​磁盘地址结构的设计

错位命名

 四、磁盘的管理

4.1磁盘初始化

4.2 引导块

 4.3 坏块的管理

五、固态硬盘SSD

 硬盘结构

一、磁盘结构

读取会先找到磁道，在转动找扇区，开始读取一段记录数据的磁道 

二、磁盘调度算法

读取时间=寻道时间+延迟时间+传输时间

同一磁盘只有寻道时间能改变，所以磁盘调度算法怎么方式寻道

 2.1先来先服务(FCFS)

根据请求顺序服务

 2.2最短寻找时间优先(SSTF)

 2.3扫描算法(SCAN)

 2.4LOOK调度算法

 2.5循环扫描算法(C-SCAN)

2.6 C-LOOK调度算法 

 三、减少延迟时间方法

交替编号

 磁盘地址结构的设计

思考为什么使用 (柱面号，盘面号，扇区号)，而不是(盘面号，柱面号，扇区号)

错位命名

一圈读取8个扇区

 四、磁盘的管理

4.1磁盘初始化

4.2 引导块

 4.3 坏块的管理

五、固态硬盘SSD

 硬盘结构

 

操作系统——磁盘篇
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09-19 743
磁盘结构 磁盘的盘面被划分成一个个磁道，磁盘上每个“圈”就是一个磁道，一个磁道又会被分成一个个扇区，每个扇区存放的数据量相同。最内侧扇区面积最小，数据密度最大。 磁头划过指定扇区进行对扇区的读写操作 每个磁盘可能会有多个盘面，对应多个磁头，所有磁头连在一个磁臂上共进退。有时一个盘片会对应两个盘面。所有盘面中相对位置相同的磁道组成柱面 磁盘的物理地址可以用**（柱面号，盘面号，扇区号）**来定位任意一个“磁盘块” 磁盘的分类： 磁头可以移动：活动头磁盘，磁头可以来回伸缩定位磁道 固定头磁盘：磁头不可移动，这
操作系统之磁盘调度和管理
zjck1995的专栏
07-08 5349
FCFS：先到先服务
一文读懂：IOPS、延迟和吞吐量等存储性能指标
了不起的云计算
11-27 4798
例如，在企业业务的IO传输过程中，数据包会被分割成多块(block)，交由存储阵列缓存或者磁盘处理，对于磁盘来说这样每个block在存储系统内部也被视为一个I/O，存储系统内部由缓存到磁盘的的数据处理也会以IOPS来作为计量的指标之一，如果是小数据块顺序读写，就很可能因为缓存影响导致IOPS结果数值过高。因此，在考虑存储性能时，需要考虑IOPS、延迟、带宽和吞吐量，从而确保快速响应用户请求。企业用户在选购存储的时候，延迟和带宽也是两个非常重要的指标，并不能单独的根据每个指标的大小来评判存储性能的好坏，
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11-09 1268
SSD，磁盘的结构，读取，调度算法
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08-25 2484
目录1. 磁盘的结构1.1. 磁盘、磁道、扇区1.2. 如何在磁盘中读/写数据1.3. 盘面、柱面1.4. 磁盘的物理地址1.5. 磁盘的分类2. 磁盘调度算法一次磁盘读/写操作需要的时间2.1. 先来先服务算法（FCFS）2.2. 最短寻找时间优先（SSTF）2.3. 扫描算法（SCAN）2.4. LOOK 调度算法2.5. 循环扫描算法（C-SCAN）2.6. C-LOOK 调度算法3. 减少延迟的方法3.1. 交替编号3.2. 磁盘地址结构的设计3.3. 错位命名4. 磁盘的管理4.1. 磁盘的初始化
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本文探讨了Linux系统中磁盘I/O过高报错中异步I/O配置错误的诊断与解决方法。分析了异步I/O资源不足和内核参数不当配置两个主要原因，列举了ORA-27090和IO Error 11等典型报错案例。提供了查看当前AIO配置、临时/永久调整aio-max-nr参数、合理设置参数值的具体修复步骤，并附有计算公式和表格示例。文章强调应根据系统负载灵活调整配置，定期监控性能并做好数据备份，以确保系统稳定运行。
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操作系统——磁盘
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表面由一些磁性物质组成，可以用这些磁性物质来记录二进制数据。磁盘表面被划分成一个个隧道，一个圈就是一个隧道。一个磁道又被划分成一个个扇区，每个扇区就是一个磁盘块，每个扇区存放的数据量相同。 最内侧的扇区面积最小，数据密度最大。 可以用（柱面号，盘面号，扇区号）来定位任意一个“磁盘块” ①根据“柱面号”移动磁臂，让磁头指向指定柱面; ②激活指定盘面对应的磁头; ③磁盘旋转的过程中，指定的扇区会从磁头下面划过,这样就完成了对指定扇区的读/写。 1、活动头磁盘： 磁头可以移动的称为活动头磁盘。磁臂可以来回伸缩来带
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6、操作系统之磁盘
LiuWei
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磁盘1.盘片2.磁盘结构 1.盘片 灰色的同心圆就是磁道 若干的弧段就是扇区，通常默认为512个字节 2.磁盘结构 磁盘是由盘片一块块组成的，注意盘片上下两面都是可以读写的 磁头（head） 磁道（track） 柱面（cylinder） 扇区（sector） ...
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西岸贤
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磁盘物理结构 外部结构 接口信息 1) SATA 2) SCSI 3) SAS 4) PCI-e 转速信息 10k 或者 15k 容量信息 1) byte 2) k 3) M 4) G 5) T 硬盘组成 主轴 磁盘 磁头 内部结构 磁头(head) 读取磁道数据信息 **磁道(track) 多个同心圆 扇区(sector) 1) 存储数据最小物理单位(512byte)...
操作系统8-磁盘
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06-25 1800
文章目录磁盘一、磁盘的结构1、如何在磁盘中读/写数据2、磁盘的分类总结二、磁盘调度算法1、一次磁盘读/写需要的时间2、先来先服务算法3、最短寻找时间优先(SSTF)4、扫描算法5、LOOK调度算法6、循环扫描算法(c-scan)7、C-Look调度算法总结三、减少磁盘延迟时间的方法 磁盘 一、磁盘的结构 磁盘的表面由一些磁性物质组成，可以用这些磁性物质来记录一些二进制数据。 磁盘的表面被划分为了一个个磁道，一个小圈就是一个磁道。 一个磁道又被划分成了一个个扇区，每个扇区就是一个个磁盘块，各个扇区存放的数据量
4.3 磁盘组织与管理
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4.3.1 磁盘的结构 一个扇区为一个磁盘块，各个扇区存放数据量相同。 最内侧磁道的扇区面积最小，密度最大。 可用 (柱面号、盘面号、扇区号)定位一个磁盘块 4.3.2 磁盘调度算法 只影响寻道时间 （1）先来先服务算法 优点： 公平，集中的话性能尚可。 缺点：大量进程竞争，且磁道分布较为分散，性能较差 （2）最短寻道时间优先算法 贪心算法 选择眼前最优的磁道 会产生饥饿现象 （3）扫描（SCAN）算法 又叫（电梯调度算法） 磁盘移到最外侧才能往内移动 不会产生饥饿现象 （4）循环
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