作業系統概念（高等教育出版社，第七版）複習——第十二章：大容量儲存器的結構
第十二章 大容量儲存器的結構
基礎知識
磁碟排程
FCFS排程、SSTF排程、SCAN排程、C-SCAN排程、LOOK排程
FCFS排程
先來先服務演算法
SSTF排程
最短尋道時間優先法。可能會導致一些請求得不到服務。
SCAN排程
又稱為電梯演算法，磁臂從磁碟的一端向另一端移動，同時當磁頭移過每個柱面時，處理位於該柱面上的服務請求。到達另一端時，刺頭改變方向，處理繼續。
C-SCAN排程
跟SCAN類似，只不過返回時不處理請求。
LOOK排程
跟SCAN類似，只不過磁頭只移動到一個方向上最遠的請求為止。截止馬上回頭。這被稱為LOOK或者C-LOOK。
RAID結構
獨立磁碟冗餘陣列（RAID）
概念：其基本思想就是把多個相對便宜的硬碟組合起來，成為一個硬碟陣列組，使效能達到甚至超過一個價格昂貴、容量巨大的硬碟。根據選擇的版本不同，RAID 比單顆硬碟有以下一個或多個方面的好處：增強資料整合度，增強容錯功能，增加處理量或容量。另外，磁碟陣列對於計算機來說，看起來就像一個單獨的硬碟或邏輯儲存單元。簡單來說，RAID 把多個硬碟組合成為一個邏輯扇區，因此，作業系統只會把它當作一個硬碟。RAID 常被用在伺服器計算機上，並且常使用完全相同的硬碟作為組合。
提高了可靠性和資料傳輸率：
將資料按位級或者按塊級分散寫入到多個磁碟上，多個磁碟可以同時讀寫存取操作，實現資料的並行存取——提高了系統的效能；
再結合資料冗餘技術及校驗技術，例如磁碟映象、其它校驗技術（CRC、Hamming等），還可以提高系統的可靠性。
P表示差錯糾正位，C表示資料的第二副本。
部分磁碟用於儲存資料，其他磁碟用於儲存冗餘資訊一遍從差錯中恢復。
課後作業
2.
FCFS 7081
SSTF 1745
SCAN 9769
LOOK 3319
C-SCAN 9813
C-LOOK 3363
7.
a. SSTF 將使用頻率高的那50%放到靠近的柱面上，磁頭移動很小的距離就可以滿足50%的要求。
b. 將熱資料放置於磁碟的中間附近。修改SSTF，以防止飢餓。如果磁碟成為閒置大概50毫秒以上，磁頭移動到熱點地區產生防患未然的尋求，因為接下來的要求更有可能在那裡。
c. 主存快取元資料，並找到一個與磁碟上物理檔案密切接近的資料和元資料。
8.
是的。對於讀請求，RAID級別1比RAID級別0可以取得更好的效能。執行一個讀操作，一個RAID級別1系統可以根據磁頭當前所在的位置在兩個副本之間選擇一個更接近目標資料的副本，以滿足要求。
9.
a.4 b.7
10.
a.吞吐量的數額取決於在RAID系統裡磁碟的數量。一個RAID5由為每套的奇偶塊的四張
塊延長的5個磁碟所組成，它可能同時支援四到五次操作。一個RAID 1級，包括兩個磁碟可以支援兩個同步行動。當然，考慮到磁碟頭的位置，RAID級別1有更大的靈活性的副本塊可查閱，並可以提供效能優勢。
b. RAID 5為訪問多個毗連區塊提供更大的頻寬，因為鄰近的區塊可以同時訪問。這種頻寬的改善在RAID級別1中是不可能的。
思考題
幾種磁碟排程演算法的思想、特點及相關的計算
FCFS先來先服務
SSTF最短尋道時間優先，選擇與當前磁頭位置最近的待處理請求
SCAN電梯演算法，磁臂從磁碟的一端向另一端移動，同時當磁頭移過每個柱面時，處理位於該柱面上的服務請求
C-SCAN將磁頭從一端移動到另一端，隨著移動處理請求，當磁頭移動到另一端時，它會馬上返回到磁碟開始，返回時並不處理請求
LOOK類似於SCAN，不過磁頭只移動到一個方向上最遠的請求為止，接著馬上回頭，而不是繼續到磁碟盡頭。
C-LOOK類似於C-SCAN，也是到最遠請求就回頭。
RAID技術的基本思想及特點；
RAID由許多小的、便宜的磁碟組成，可作為大的、昂貴的磁碟的有效替代品。通過冗餘改善可靠性，通過並行處理改善效能。RAID是把相同的資料儲存在多個硬碟的不同的地方的方法。通過把資料放在多個硬碟上，輸入輸出操作能以平衡的方式交疊，改良效能。因為多個硬碟增加了平均故障間隔時間（MTBF），儲存冗餘資料也增加了容錯。