减少磁盘延迟时间

前言

  在前一篇文章磁盘调度算法中提到一次读/写磁盘所需的时间分为三个部分:寻道时间、延迟时间、传输时间


  其中延迟时间和传输时间是硬盘的转速这个固有属性来决定的,所以操作系统无法优化来减少这两个时间。上文介绍了几种磁盘调度算来及减少寻道时间,本文介绍两种方法来减少延迟时间。

1 交错编号

  假设需要连续的读取橙色区域的2、3、4扇区,磁头已经移动到最内侧的磁道。


  磁头读取一块的内容(也就是一个扇区的内容)后,需要一小段时间处理,而在处理的时间内盘片又在不停地旋转。因此,如果2、3号扇区相邻着排列,则读完2号扇区后无法连续不断地读入3号扇区。必须等盘片继续旋转,等到3号扇区再次划过磁头,才能完成扇区读入。

  结论:磁头读完一个扇区的数据后需要一小段时间处理,如果逻辑上相邻的扇区在物理上也相邻的化,则读入几个连续的逻辑扇区,可能需要很长的“延迟时间”。

  为了解决上面出现的问题,可以采用交替编号策略,即让逻辑上相邻的扇区在物理上有一定的间隔。可以使读取连续的逻辑扇区所需的延迟时间更小。


  如上图,磁盘顺时针转动,当读入2号扇区后,磁头需要处理一段时间,如果在转到3号扇区前处理完,那么就可以直接读取3号扇区的数据,就不用像上面那种情况需要再等待一圈,所以转动一圈就可以读取这3个扇区了。

2 错位命名

  磁盘是由盘片摞起来的,所有的盘面一起转动,假设某磁盘有8个柱面/磁道(假设最内侧的柱面/磁道号为0),4个盘面,8个扇区。则可用3个二进制位表示柱面,2个二进制位表是盘面,3个二进制位表示扇区。前面说过可以使用物理地址的结构(柱面号,盘面号,扇区号)来定位任意一个磁盘块。物假设需要连续读取物理地址(000,00,000)~(000,01,111)的扇区。

  假设磁盘的所有盘面编号都是相同的,磁头已经在0号扇区的开始位置,如下图


  先连续读取(000,00,000)~(000,00,111),这些扇区在0号盘面,根据上一小节,要读取完这个磁道需要转两圈(假设在移动到下一个扇区前磁头已经处理完了,可以继续读取了),第一圈读取的是0号、1号、2号、3号扇区,第二圈读取的是4号、5号、6号和7号扇区。刚读完7号扇区(未处理)此时磁头在0号扇区的起始位置,和初始位置一样。

  接着在连续读取(000,01,000)~(000,01,111)这些扇区在1号盘面,但是7号刚读完还没有处理,所以磁盘在转动的时候,并不能读取数据,等处理完了,1号盘面的磁头已经错过了读取该盘面0号扇区的机会,只能再等磁盘转一圈才能读取数据。

  所以,为了减少这样的延迟时间,可以将不同的盘面进行错位命名

  同样,当0号盘面7号扇区读取结束后,在处理的过程中,由于1号盘面磁头在7号扇区开始位置,当1号盘面0号扇区到达磁头时,已经处理结束了,所以磁头就可以读取0号扇区了。

3 小结

  (1) 在一个盘面上可以通过交错编号来减少连续读取所需的延迟时间。
  (2) 不同盘面的相同位置可以通过错位命名来减少所需的延迟时间。

  本文完

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 213,047评论 6 492
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,807评论 3 386
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 158,501评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,839评论 1 285
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,951评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,117评论 1 291
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,188评论 3 412
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,929评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,372评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,679评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,837评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,536评论 4 335
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,168评论 3 317
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,886评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,129评论 1 267
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,665评论 2 362
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,739评论 2 351

推荐阅读更多精彩内容

  • [if !supportLists]第一章 [endif]磁盘历史和内外部物理结构介绍 [if !supportL...
    Linux_淡忘阅读 435评论 0 0
  • 一、磁盘的电磁原理: 1.1 电磁效应: 电流通过导体时,会在导体的周围会产生感应磁场。感应磁场的磁极随电流方向...
    不是你的bug阅读 12,063评论 0 11
  • 第一章 磁盘历史和内外部物理结构介绍 1、磁盘的历史介绍 从1956年9月IBM向世界展示了第一台磁盘存储系统IB...
    Gentlewei丶阅读 353评论 0 0
  • 第1章 磁盘历史和内外部物理结构 1.1 磁盘发展趋势和实现措施 1.2 磁盘的作用 磁盘的最主要用途就是用来存储...
    淺唱吶鍛慯阅读 424评论 0 0
  • 磁头:磁盘一般都有上下两个面,每一个面上都对应一个磁头。磁道:读写硬盘时,磁头依靠磁盘的高速旋转引起的空气动力效应...
    清风丶明月丿阅读 1,605评论 1 0