OS:第六次理论作业
OS第六次理论作业 分析磁盘访问数据的时间。假设磁盘请求以柱面10、35、20、70、2、 3 和 38 的次序进入磁盘驱动器。寻道时磁头每移动一个柱面需要 5ms,以下各算法所需的寻道时间是多少: (1) 先来先服务 (2) 最短寻道时间优先 (3) SCAN算法 (4) LOOK算法 说明:假设以上三种情况磁头初始位置为15。对于(3)和(4), 磁头 当前向大柱面号方向运行,磁盘最大柱面号为85。 寻道时间:是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 Ts = m * n + s 先来先服务: $5*(5+25+15+50+68+1+35)=995ms$ 最短寻道时间优先: 这里起始位置是15,距离10和20距离相等 若首先访问10,序列为:$15,10,3,2,20,35,38,70$ $5*(5+7+1+18+15+3+32)=405ms$ 若首先访问20,序列为:$15,20,10,3,2,35,38,70$ $5*(5+10+7+1+33+3+32)=455ms$ SCAN电梯算法 序列为:$15,20,35,38,70,85,10,3,2$ $5*(5+15+3+32+15+75+7+1)=765ms$ LOOK算法 序列为:$15,20,35,38,70,10,3,2$ $5*(5+15+3+32+60+7+1)=615ms$ 在I/O系统中引入缓冲区的主要目标是什么?某文件占8个磁盘块, 现要把该文件的磁盘块逐个读入主存缓冲区,并送用户区进行分析。一个缓冲区与磁盘块大小相等。把一个磁盘块读入缓冲区的时间为 100μs,缓冲区数据传送到用户区的时间是50μs,CPU对一块数据 进行分析的时间为50μs。分别计算在单缓冲区和双缓冲区结构下, 分析完该文件的时间是多少? 在I/O系统中,CPU计算速度较快,而外设I/O速度较慢,为了解决CPU与外设速度不匹配的问题,提高CPU的利用率,减少CPU的忙等状态,设计了缓冲区 使用单缓冲区:第一块磁盘读入缓冲区的时间为100us,而后的磁盘读入和CPU进行分析的50us可以并行执行,对过程进行简单分析,第一块磁盘读入到传送到用户区:150us,此时CPU对第一块数据进行计算,并行地,第二块磁盘开始读入,需要50+50+50完成对第二块磁盘的计算,后边的磁盘同理。即第一块磁盘从读入到完成分析需要200us,后边每一块需要150us,总体$150*7+200=1250us$ 使用双缓冲区:CPU和I/O设备分别使用一块缓冲区,一块缓冲区由I/O设备进行磁盘块读入后将数据传送到CPU并由CPU进行分析,并行地,另一个缓冲区进行磁盘块读取,即第一块磁盘需要200us,后边每块磁盘需要100us,总体$200+100*7=900us$ 请结合操作系统课所学习的内容总结从哪些方面可以提高文件系统 的性能。 可以采用目录项分解、当前目录、磁盘碎片整理、块高速缓存、磁盘调度、提前读取、合理分配磁盘空间、信息的优化分布、RAID等技术 简述文件控制块(FCB-File Control Block)中所管理的主要信息 基本信息:文件名、物理位置、文件逻辑结构、文件物理结构 访问控制信息:文件所有者、访问权限 使用信息:创建时间、上一次修改时间、当前使用信息 在文件系统中,访问一个文件f时首先需要从目录中找到与f对应 的目录项。假设磁盘物理块的大小为1KB,一个目录项的大小为128 字节,文件的平均大小为100KB。该 文 件 系 统 的 目 录 结 构 如 下图所示。 假定不考虑磁盘块的提前读和缓存等加速磁盘访问技术。 请回答以下问题: (1) 按照当前的目录结构,且采用串联文件方式对数据块进行组织,并且根目录的目录项已读入内存中。如果目标文件f 在第三级目录下, 且其对应的第三级目录的目录项可以一次从磁盘读出,访问文件f中的 一个块平均需要访问几次磁盘? (2) 如果采用i节点的方法来构建文件目录,假定文件名占14个字 节,i节点的指针占2个字节。如果仅采用直接索引,每个第三级目录 下的文件数不超过50个,且根目录的i节点已读入内存,访问第三级 目录下的一个文件的一个块平均需要访问几次磁盘? (3) 假设该文件系统的空间最大容量为16ZB(1ZB=$2^{70}$B)。如 果 文 件 的 FCB 中包括512字节的索引区,且允许采用一级索引进行组织,那么该 文件系统支持的最大文件是多少字节? ...