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计算机操作系统课后答案 第八章到完

计算机操作系统课后答案(第八章到完)2010年09月17日星期五07：41

第九章1.磁盘访问时间由哪几部分构成?每部分时间应如何估算?磁盘访问时间

包括以下三个部分：(1)寻道时间Ts，指把磁臂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，即Ts=m×n+s。其中m是一常数，与磁盘驱动器的速度有关。(2)旋转延

迟时间Tr，是指定扇区旋转到磁头下面所经历的时间。(3)传输时间Tt，指把

数据从磁盘读出或向磁盘写入数据所经历的时间，其与每次所读/写的字节数

bytes及旋转速度r有关，具体为Tt=bytes/(r×bytesPerTrack)，其中

bytesPerTrack为一条磁道上的字节数。当一次读/写的字节数相当于半条磁道

上的字节数时，Tt与Tr相同，也即Tr=1/2r。因此可将访问时间Ta表示为：

Ta=Ts+1/2r+bytes/(r×bytesPerTrack)。2.目前常用的磁盘调度算法有哪些?

每种算法优先考虑的问题是什么?目前常用的磁盘调度算法包括：(1)先来先服

务调度算法FCFS。根据进程请求访问磁盘的先后次序进行调度，其优点是公平、

简单且每个进程的请求都能依次得到处理，不会出现某一进程的请求长期得不

到满足的情况，但寻道时间可能较长。(2)最短寻道时间优先调度算法SSTF。

选择所要求访问磁道与磁头当前所在磁道距离最近的进程优先调度，但其并不

能保证平均寻道时间最短。本算法具较好的寻道性能，但可能导致进程饥饿现

象。(3)扫描算法SCAN(又称为电梯调度算法)，对最短寻道时间优先调度算法

略加修改而形成。不仅考虑欲访问磁道与磁头当前所在磁道的间距，更优先考

虑的是磁头当前移动的方向既能获得较好的寻道性，又能防止进程饥饿，广泛

用于大、中、小型机及网络中。扫描算法存在的问题是：当磁头刚从里到外移

动过某一磁道时，恰有一进程请求访问此磁道，该进程必须等待，待磁头从里

向外，然后再从外向里扫描完所有要访问的磁道后，才处理该进程的请求，致

使该进程的请求被严重推迟。(4)循环扫描算法CSCAN。规定磁头单向移动，避

免了扫描算法导致的某些进程磁盘请求的严重延迟。(5)N-步扫描算法。为克服

前述SSTF、SCAN、CSCAN等调度算法都可能出现的磁臂停留在某处不动的情况

即磁臂粘着现象，将磁盘请求队列分成若干个长度为N的子队列，按先来先服

务算法依次处理这些子队列，而各队列分别以扫描算法进行处理。(6)FSCAN算

法，其实质为N-步扫描算法的简化。具体而言，将磁盘请求队列分成两个子队

列：①当前所有请求磁盘I/O的进程形成的队列，按扫描算法处理；②在扫描

期间新出现的所有磁盘请同达程队列，本次扫描结束后②添加到①的队尾，从

而使所有新要求都被推迟到下一次扫描时处理。3.磁盘空间连续分配的主要优

缺点是什么?磁盘空间连续分配要求为每一个文件分配一相邻接的盘块。在采用

连续分配方式时，可把逻辑文件中的记录顺序地存储到邻接的各物理盘块中。

这种分配方式保证了逻辑文件中的记录顺序与存储器中文件占用盘块的顺序一

致性；但同时也会带来外部碎片问题，即伴随文件空间的分配和文件删除时的

收回，将使磁盘空间不断分割而形成一系列较小的无法存储文件的连续区(当然

可以通过紧凑方法加以处理，但系统开销很大)。归纳来说，连续分配的主要优

点如下：(1)顺序访问容易。访问一个占有连续空间的文件，非常容易。同时连

续分配也支持直接存取。(2)顺序访问速度快。因为由连续分配所装入的文件，

其所占用的盘块可能是位于一条或几条相邻的磁道上，所以磁头的移动距离最

少，访问速度快。其主要缺点包括：(1)要求有连续的存储空间，空间利用率低；

(2)必须事先知道文件的长度。4.什么是隐式链接和显式链接?什么是文件分配

表?隐式链接和显式链接均为链接分配方式，支持离散分配，因而消除了外部碎

片，外存空间利用率较高，能实现按需分配且无需事先知道文件长度，支持文

件的动态增长，并方便了文件增、删、改。①采用隐式链接分配方式时，通过

每个盘块上的指针来实现同一文件多个离散盘块的链接，同时在文件目录的每

个目录项中，都必须含有指向链接文件第一盘块和最后一个盘块的指针。隐式

链接的主要问题是只适合顺序访问，对随机存取极其低效；同时，由于其仅通

过链接指针来实现离散各盘块的链接，所以只要其中任何一个指针出现问题，

都会导致整条链的断开，因而可靠性较差。为了提高检索速度和减少指针所占

用的存储空间，可将几个盘块组成一个簇，以簇为单位进行盘块分配。但又会

带来内部碎片增大的缺点。②显式链接是指用于链接文件各物理块的指针，显

式地存放在内存的一张链接表中。该表是整个磁盘仅设置的一张表，以物理盘

块号为表项序号，而以对应下一盘块号即链接指针作为表项内容。在该表中，

凡是属于某一文件的第一个盘块号，或者说是每一个链的链首指针所对应的盘

块号，均作为文件地址被填入相应文件的文件控制块FCB的"物理地址"字段中。

由于查找记录的过程是在内存中进行的，因而不仅显著地提高了检索速度，而

且大大减少了访问磁盘的次数。鉴于分配给文件的所有盘块号都放在该表中，

故把该表称为文件分配表FAT。5.假定盘块的大小为1KB，对于540MB的硬盘，

其文件分配表需占用多少存储空间?当硬盘容量为1.2GB时，文件分配表又需占