# 基本概念
# 磁盘结构
扇区（
sector）：盘片被分成许多扇形的区域磁道（
track）：盘片上以盘片中心为圆心，不同半径的同心圆。柱面（
cylinder)：硬盘中，不同盘片相同半径的磁道所组成的圆柱。磁头（
head）：每个磁盘有两个面，每个面都有一个磁头。
# 磁盘组织
定位一个扇区需要 柱面号 + 磁头 + 扇区号
现代磁盘驱动器可以看做一个一维的逻辑块的数组，逻辑块是最小的传输单位。一维逻辑块数组按顺序映射到磁盘的扇区。
- 扇区 0 是最外面柱面的第一个磁道第一个扇区。
- 该映射是先按磁道内扇区顺序，再按柱面内磁道顺序，再按从外到内的柱面顺序来排序的。
- 绝大多数磁盘都有一些缺陷扇区，因此映射必须用磁盘上的其他空闲扇区来替代这些缺陷扇区。
- 对于磁盘，每个磁道的扇区数并不是常量。
# 磁盘访问时间
# 寻道时间
把磁头从当前位置移动到指定磁道上所经历的时间
该时间是启动磁盘的时间 s 与磁头移动 n 条磁道所花费的时间之和。设移动一条磁道花费时间为 m
Ts ＝ m * n + s |
# 旋转延迟时间
通过旋转磁盘，使磁头定位到目标扇区所需要的时间
设转速为 r ，则平均旋转延迟时间（半圈）
Tr = 1/(2r) |
# 传输时间
把数据从磁盘读出，或向磁盘写入数据所经历的时间
Tt 的大小与每次所读／写的字节数 b ，转速 r 以及磁道可存的字节数 N 有关
每个磁道要可存 N 字节的数据，因此 b 字节的数据需要 b/N 个磁道才能存储。而读 / 写一个磁道所需的时间刚好又是转一圈所需要的时间 1/r
Tt = b/(rN)
# 总访问时间
总访问时间 = 寻道时间 + 旋转延迟时间 + 传输时间
Ta = Ts + 1/(2/r) + b/(rN) |
# 磁盘调度算法
# 先来先服务算法（FCFS）
根据进程请求访问磁盘的先后顺序进行调度
# 最短寻道时间优先算法（SSTF）
会优先处理的磁道是与当前磁头最近的磁道。可以保证每次的寻道时间最短，但是并不能保证总的寻道时间最短。(其实就是贪心算法的思想，局部最优未必全局最优)
# 扫描算法（SCAN，LOOK）
这个熟啊（电梯调度，OO 阴魂未散
当有访问请求时，磁头按一个方向移动，在移动过程中对遇到的访问请求进行服务，然后判断该方向上是否还有访问请求（这是 LOOK 算法，SCAN 算法则必须到达边界后才改变方向），如果有则继续扫描；否则改变移动方向，并为经过的访问请求服务，如此反复。
优点：
克服了最短寻道优先的缺点，既考虑了距离，同时又考虑了方向
缺点：
由于是摆动式的扫描方法，两侧磁道被访问的频率仍低于中间磁道
# 循环扫描算法（C-SCAN, C-LOOK）
- 按照所要访问的柱面位置的次序去选择访问者。
- 移动臂到达最后一个柱面后，立即带动读写磁头快速返回到 0 号柱面。
- 返回时不为任何的等待访问者服务。返回后可再次进行扫描。
由于 SCAN 算法偏向于处理那些接近最里或最外的磁道的访问请求，所以使用改进型的 C-SCAN 算法可避免这个问题。消除了对两端磁道 请求的不公
# 其他改进算法
“磁臂粘着” 现象：有一个或几个进程对某一磁道有较高的访问频率， 即这个 (些) 进程反复请求对某一磁道的 I/O 操作，从而垄断了整个磁盘设备。
# N-Step-SCAN
- 将请求队列分成分成长度为 N 的子队列，队列之间采用
FCFS，队列内部采用SCAN - N 很大～
SCAN - N＝1～
FCFS
# FSCAN：Fixed Period SCAN
- 请求队列分为两个子队列（当前请求和新请求）
# 廉价冗余磁盘阵（RAID）
（这个似乎不考？但是 ppt 里内容挺多的，我还是简单看了一下）
# 概念
一种把多块独立的硬盘（物理硬盘）按照不同方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的存储性能和提供数据冗余的技术。
组成磁盘阵列的不同方式称为 RAID 级别 ( RAID Levels )。
数据冗余的功能是在用户数据一旦发生损坏后，利用冗余信息可以使损失数据得以恢复，从而保障了用户数据的安全性。
# 优点
成本低，功耗小，传输速率高
RAID比起传统的大直径磁盘驱动器来，在同样的容量下，价格要低许多。RAID让很多磁盘驱动器并行传输数据，比单个磁盘驱动器提高几倍、几十倍甚至上百倍的速率。有效缓解了快速的CPU与慢速的磁盘之间的矛盾
可提供容错功能
- 普通磁盘驱动器只能通过
CRC(循环冗余校验) 码提供简单的容错，RAID建立在每个磁盘驱动器的硬件容错功能之上，可提供更高的安全性。
- 普通磁盘驱动器只能通过
# 方式
# 条带化
一个字节块可能存放在多个数据盘上
- 优点：并行存取，性能好，磁盘负载均衡
- 缺点：可靠性、不同 IO 请求需要排队
# 镜像
数据完全拷贝一份
- 优点：可靠性
- 缺点：存储开销
# 校验
数据通过某种运算（异或）得出，用以检验该组数字的正确性
- 优点：可靠性，快速恢复
- 缺点：开销
# 提高 I/O 访问速度
（这个好像也没啥可学的）
- 选择性能好的磁盘
- 并行化
- 采用适当的调度算法
- 设置磁盘高速缓冲区
# 磁盘管理实例
（应该也是不考吧，过过过）
