1.3磁盘-输入输出技术-总线

  1. 存储系统
    1. 技术点
    2. 磁盘调度算法
    3. 例题
      1. 例题①
      2. 例题②
  2. 输入输出技术
    1. 内存与接口地址的编址方法
    2. 计算机和外设间的数据交互方式:
    3. 总线结构
    4. 单双工

存储系统

技术点

磁盘、盘面、磁道、扇区。

存取时间=寻道时间+等待时间(平均定位时间+转动延迟)

注意:寻道时间是指磁头移动到磁道所需的时间;等待时间为等待读写的扇区转到磁头下方所用的时间。

磁盘调度算法
  1. 先来先服务(FCFS):根据请求的先后顺序访问。
  2. 最短寻道时间优先(SSTF):离当前磁道最近的请求优先调度。会出现“饥饿”现象,距离远的一直无法访问。
  3. 扫描算法/电梯调度算法(SCAN):两个方向,磁头方向移动完才掉头,像电梯一样往复运动。
  4. 单向扫描调度算法(CSCAN):只有一个方向,由里向外或者由外向里。
例题
例题①

假设某磁盘的每个磁道划分成11个物理块,每块存放1个逻辑记录。逻辑记录R0,R1,……R9,R10存放在同一个磁道上,记录的存放顺序如下表所示:

物理块 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
逻辑记录 R0 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10

如果磁盘的旋转周期为33ms,磁头当前处在R0的开始处。若系统使用单缓冲区顺序处理这些记录每个记录处理时间为3ms,则处理这11个记录的最长时间为(1);若对信息存储进行优化分布后处理11个记录的最少时间为(2)。
(1)A.33ms B.336ms C.366ms D.376ms
(2)A.33ms B.66ms C.86ms D.93ms

答案:(1)C;(2)B;

解析:

(1)磁道被分为11个扇区,旋转周期33ms,33/11=3,每个扇区磁头读取需要3ms。磁头当前在R0,开始读取R0:3ms+处理3ms,开始读取R1,但此时已过了6ms,磁头移动到R2位置了,跳过了R1,所以得转一圈回来才能读取到R1:10x3+3+3=36ms,后续得R2~R10同理。总得计算式:3+3+(10x3+3+3)x10=366ms。

(2)优化存储分布,可以间隔放置,只用计算读取和处理时间,计算:(3+3)x11=66ms。

例题②

在磁盘调度管理中,应先进行移臂调度,再进行旋转调度。假设磁盘移动臂位于21号柱面上,进程的请求序列如下表所示。如果采用最短移臂调度算法,那么系统的响应序列应为()。

请求序列 柱面号 磁头号 扇区
17 8 9
23 6 3
23 9 6
32 10 5
17 8 4
32 3 10
17 7 9
23 10 4
38 10 8

A.②⑧③④⑤①⑦⑥⑨

B.②③⑧④⑥⑨①⑤⑦

C.①②③④⑤⑥⑦⑧⑨

D.②⑧③⑤⑦①④⑥⑨

答案:D

解析:

最短寻道时间优先算法,当前磁头在21号柱面。距离最近的柱面号23,有②③⑧,看扇区确定排序为②⑧③,排除BC选项。然后是距离23柱面最近的柱面是17,有①⑤⑦,排除A选项,至此只剩D选项即为答案。

输入输出技术

内存与接口地址的编址方法
  1. 内存与接口地址独立编址方法
  2. 内存与接口地址统一编制方法
计算机和外设间的数据交互方式:
  • 程序控制(查询)方式。(效率低:CPU主动查询外设是否完成传输)
  • 程序中断方式。(效率高:外设完成数据传输后向CPU发送中断)
  • DMA方式(直接主存存取)。(效率很高:CPU只需完成必要的初始化等操作,数据传输的整个过程都由DMA控制器来完成,在主存和外设之间建立直接的数据通路)
  • CPU会响应DMA请求开始读取数据,在一个总线周期结束后
  • CPU应程序中断方式请求是在一条指令执行结束时
总线结构

总线(BUS)

内部总线:内部芯片级别的总线。

系统总线:板级总线,计算机内部各部分之间连接,分为:

  • 数据总线:并行数据传输位数
  • 地址总线:系统可管理的内存空间的大小
  • 控制总线:传送控制命令

外部总线:设备一级的总线,微机和外部设备的总线。如:RS232、USB

单双工

单工:只能单向传输信息

全双工:可双向传输信息通信

半双工:同一时刻只能在一个方向传输信息


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文章标题:1.3磁盘-输入输出技术-总线     本文作者:YoungDream     字数:1.1k

发布时间:2024-08-10, 08:59:45     最后更新:2024-10-30, 11:00:08

原始链接:https://youngdream365.github.io/2024/08/10/%E8%BD%AF%E8%80%83/%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E7%AC%94%E8%AE%B0/1-3%E7%A3%81%E7%9B%98-%E8%BE%93%E5%85%A5%E8%BE%93%E5%87%BA%E6%8A%80%E6%9C%AF-%E6%80%BB%E7%BA%BF/

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