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
- 先来先服务(FCFS):根据请求的先后顺序访问。
- 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。
- 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。
- 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 |
---|---|---|---|
① | 17 | 8 | 9 |
② | 23 | 6 | 3 |
③ | 23 | 9 | 6 |
④ | 32 | 10 | 5 |
⑤ | 17 | 8 | 4 |
⑥ | 32 | 3 | 10 |
⑦ | 17 | 7 | 9 |
⑧ | 23 | 10 | 4 |
⑨ | 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
- 内存与接口地址独立编址方法
- 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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