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电梯磁盘度算法是指填空题

发布时间:2023-05-30 15:59:59

‘壹’ 在磁盘移臂调度算法中,( )算法在返程时不响应进程访问磁盘请求。

【答案】:C
在操作系统中常用磁盘调度算法有:桥旁先来先服务、最短寻道时间优先、扫描算法、循环扫描算法等。 移臂调度算法又叫磁盘调度算法,根本目在于有效利用磁盘,保证磁盘快速访问。 1)先来先服务算法:该算法实际上不考虑访问者要求访问物理位置,而只是考虑访问者敏乎橡提出访问请求先后次序。有可能随时改变移动臂方向。 2)最短寻找时间优先调度算法:从等待访问者中挑选寻找时间顷桐最短那个请求执行,而不管访问者先后次序。这也有可能随时改变移动臂方向。 3)电梯调度算法:从移动臂当前位置沿移动方向选择最近那个柱面访问者来执行,若该方向上无请求访问时,就改变臂移动方向再选择。

‘贰’ 目前常用的磁盘调度算法有哪几种每种算法优先考虑的问题是什么

(1)先来先服务(FCFS,First-Come First-Served)
此算法根据进程请求访问磁盘的先后次序进行调度。
(2)最短寻道时间优先(SSTF ,ShortestSeekTimeFirst)
该算法选择这样的进程,其要求访问的磁道与当前磁头所在的磁道距离最近,以使每次的寻道时间最短,但这种调度算法却不能保证平均寻道时间最短。
(3)扫描(SCAN)算法
SCAN算法不仅考虑到欲访问的磁道与当前磁道的距离,更优先考虑的是磁头的当前移动方向。
(4)循环扫描(CSCAN)算法
CSCAN算法规定磁头单向移动,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-Step-SCAN和FSCAN调度算法
1) N-Step-SCAN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。
2) FSCAN算法
FSCAN算法实质上是N步SCAN算法的简化。它只将磁盘请求访问队列分成两个子队列。一是当前所有请求磁盘I/O的进程形成的队列,由磁盘调度按SCAN算法进行处理。另一个队列则是在 扫描期间,新出现的所有请求磁盘I/O进程的队列,放入另一等待处理的请求队列。这样,所有的新请求都将被推迟到下一次扫描时处理。

‘叁’ 磁盘的电梯算法的寻道时间怎么算

先来先服务FCFS:公平,简单,每个进程的请求都能依次得到处理。没有对寻道优化,平均寻道时间长。最短时间优先调度算法SSTF:要求访问的磁道是当前磁头所在的磁道最近,每次寻道时间最短。可能导致一些请求无限期推延。电梯调度算法SCAN:不仅考虑当前磁道的距离,优先考虑在磁道前进方向的最短时间,排除磁头在盘面上的往复运动。电梯原理。N-SCAN:是SCAN的改良。磁头改变方向时,以到达请求服务的最短时间。对中间请求服务更有利。C-SCAN:磁头单项移动。消除N-SCAN对两端请求的不公平。

‘肆’ 磁盘调度算法

1、对于如下给定的一组磁盘访问进行调度:

2、要求分别采用先来先服务、最短寻道优先以及电梯调度方法进行调度。
3、要求给出每种算法中磁盘访问的顺序,计算出平均移动道数。
4、假定当前读写头在90号,向磁道号增加的方向移动。

输入磁道序列(-1结束): 30 50 100 180 20 90 150 70 80 10 160 -1
磁道读取结果: 30 50 100 180 20 90 150 70 80 10 160
1.先进先出算法(FIFO)
2.最短服务时间优先算法(SSTF)
3.扫描算法(SCAN)
4.退出(exit)
请选择算法:1
当前的读写头位于:90

FIFO 调度顺序: 30 50 100 180 20 90 150 70 80 10 160
移动的总道数:810
平均寻道长度:73.6364

1.先进先出算法(FIFO)
2.最短服务时间优先算法(SSTF)
3.扫描算法(SCAN)
4.退出(exit)
请选择算法:2
当前的读写头位于:90

SSTF 调度顺序: 90 80 70 50 30 20 10 100 150 160 180
移动的总道数:250
平均寻道长度:22.7273

1.先进先出算法(FIFO)
2.最短服务时间优先算法(SSTF)
3.扫描算法(SCAN)
4.退出(exit)
请选择算法:3
当前的读写头位于: 90

SCAN 调度顺序:90 100 150 160 180 90 80 70 50 30 20 10
移动的总道数:260
平均寻道长度:23.6364

1.先进先出算法(FIFO)
2.最短服务时间优先算法(SSTF)
3.扫描算法(SCAN)
4.退出(exit)
请选择算法:4

‘伍’ 电梯调度算法...

不管你是在北上广还是在港澳台,甚至三四线城市,凡是有规模的地区,高楼比比皆是。不管是写字楼,还是大型商城,让你最头痛的就是乘电梯,尤其是在赶时间的时候。

每天早上,那些差5分钟就迟到的程序员,在等电梯时,一般会做两件事:

前者可能是写字楼里上班族惯有的精神类疾病,但后者肯定是程序员的职业病。本文对“骂电梯”不给予任何指导性建议。

但说起电梯调度算法,我觉得还是可以给大家科普一下,好为大家在等电梯之余,打发时间而做出一点贡献。

(电梯调度算法可以参考各种硬盘换道算法,下面内容整理自网络)

先来先服务(FCFS-First Come First Serve)算法,是一种随即服务算法,它不仅仅没有对寻找楼层进行优化,也没有实时性的特征,它是一种最简单的电梯调度算法。

它根据乘客请求乘坐电梯的先后次序进行调度。此算法的 优点是公平、简单,且每个乘客的请求都能依次地得到处理,不会出现某一乘客的请求长期得不到满足的情况

这种方法在载荷较轻松的环境下,性能尚可接受,但是在载荷较大的情况下,这种算法的性能就会严重下降,甚至恶化。

人们之所以研究这种在载荷较大的情况下几乎不可用的算法,有两个原因:

最短寻找楼层时间优先(SSTF-Shortest Seek Time First)算法,它注重电梯寻找楼层的优化。最短寻找楼层时间优先算法选择下一个服务对象的原则是 最短寻找楼层的时间。

这样请求队列中距当前能够最先到达的楼层的请求信号就是下一个服务对象。

在重载荷的情况下,最短寻找楼层时间优先算法的平均响应时间较短,但响应时间的方差较大 ,原因是队列中的某些请求可能长时间得不到响应,出现所谓的“ 饿死”现象

扫描算法(SCAN) 是一种按照楼层顺序依次服务请求,它让电梯在最底层和最顶层之间连续往返运行,在运行过程中响应处在于电梯运行方向相同的各楼层上的请求。

它进行寻找楼层的优化,效率比较高,但它是一个 非实时算法 。扫描算法较好地解决了电梯移动的问题,在这个算法中,每个电梯响应乘客请求使乘客获得服务的次序是由其发出请求的乘客的位置与当前电梯位置之间的距离来决定的。

所有的与电梯运行方向相同的乘客的请求在一次电向上运行或向下运行的过程中完成, 免去了电梯频繁的来回移动

扫描算法的平均响应时间比最短寻找楼层时间优先算法长,但是响应时间方差比最短寻找楼层时间优先算法小, 从统计学角度来讲,扫描算法要比最短寻找楼层时间优先算法稳定

LOOK 算法是扫描算法(SCAN)的一种改进。对LOOK算法而言,电梯同样在最底层和最顶层之间运行。

当 LOOK 算法发现电梯所移动的方向上不再有请求时立即改变运行方向 ,而扫描算法则需要移动到最底层或者最顶层时才改变运行方向。

SATF(Shortest Access Time First)算法与 SSTF 算法的思想类似,唯一的区别就是 SATF 算法将 SSTF 算法中的寻找楼层时间改成了访问时间。

这是因为电梯技术发展到今天,寻找楼层的时间已经有了很大地改进, 但是电梯的运行当中等待乘客上梯时间却不是人为可以控制

SATF 算法考虑到了电梯运行过程中乘客上梯时间的影响

最早截止期优先(EDF-Earliest Deadline First)调度算法是最简单的实时电梯调度算法,它的 缺点就是造成电梯任意地寻找楼层,导致极低的电梯吞吐率。

它与 FCFS 调度算法类似,EDF 算法是电梯实时调度算法中最简单的调度算法。 它响应请求队列中时限最早的请求,是其它实时电梯调度算法性能衡量的基准和特例。

SCAN-EDF 算法是 SCAN 算法和 EDF 算法相结合的产物。SCAN-EDF 算法先按照 EDF 算法选择请求列队中哪一个是下一个服务对象,而对于具有相同时限的请求,则按照 SCAN 算法服务每一个请求。它的效率取决于有相同 deadline 的数目,因而效率是有限的。

PI(Priority Inversion)算法将请求队列中的请求分成两个优先级,它首先保证高优先级队列中的请求得到及时响应,再搞优先级队列为空的情况下在相应地优先级队列中的请求。

FD-SCAN(Feasible Deadline SCAN)算法首先从请求队列中找出时限最早、从当前位置开始移动又可以买足其时限要求的请求,作为下一次 SCAN 的方向。

并在电梯所在楼层向该请求信号运行的过程中响应处在与电梯运行方向相同且电梯可以经过的请求信号。

这种算法忽略了用 SCAN 算法相应其它请求的开销,因此并不能确保服务对象时限最终得到满足。

以上两结介绍了几种简单的电梯调度算法。

但是并不是说目前电梯调度只发展到这个层次。目前电梯的控制技术已经进入了电梯群控的时代。

随着微机在电梯系统中的应用和人工智能技术的发展,智能群控技术得以迅速发展起来。

由此,电梯的群控方面陆续发展出了一批新方法,包括:基于专家系统的电梯群控方法、基于模糊逻辑的电梯群控方法、基于遗产算法的电梯群控方法、基于胜景网络的电梯群控方法和基于模糊神经网络的电梯群控方法。

本人设置的电梯的初始状态,是对住宅楼的电梯的设置。

(1)建筑共有21层,其中含有地下一层(地下一层为停车场)。
(2)建筑内部设有两部电梯,编号分别为A梯、B梯。
(3)电梯内部有23个按钮,其中包括开门按钮、关门按钮和楼层按钮,编号为-1,1,2,3,4……20。
(4)电梯外部含有两个按钮,即向上运行按钮和向下运行按钮。建筑顶层与地下一层例外,建筑顶层只设置有向下运行按钮,地下一层只设置有向上运行按钮。
(5)电梯开关门完成时间设定为1秒。电梯到达每层后上下人的时间设定为8秒。电梯从静止开始运行到下一层的时间设置为2秒,而运行中通过一层的时间为1秒。
(6)在凌晨2:00——4:30之间,如若没有请求信号,A梯自动停在14层,B梯自动停在6层。
(7)当电梯下到-1层后,如果没有请求信号,电梯自动回到1层。

每一架电梯都有一个编号,以方便监控与维修。每一架电梯都有一实时监控器,负责监控电梯上下,向电梯升降盒发送启动、制动、加速、减速、开关电梯门的信号。若电梯发生故障,还应向相应的电梯负责人发送求救信号。

电梯内部的楼层按钮:

这样就表示乘客将要去往此层,电梯将开往相应层。当电梯到达该层后,按钮恢复可以使用状态。

电梯内部开门按钮:

如若电梯到了乘客曾经按下的楼层,但是无乘客按开门按钮,电梯将自动在停稳后1秒后自动开门。

电梯内部关门按钮:

电梯外部向上按钮:

电梯外部向下按钮:

你肯能意识到 哪个算法都不是一个最佳方案,只是它确实解决了一定情况的问题 。但是对一个优秀的程序员而言,研究各种算法是无比快乐的。也许你下一次面试,就有关于调度算法的问题。

‘陆’ 有没有大神会做这道采用电梯调度算法执行磁盘调度的题

最短寻找楼层时间优先(SSTF-Shortest Seek Time First) [14]算法,它注重电梯寻找楼层的优化。最短寻找楼层时间优先算法选择下一个服务对象的原则是最短寻找楼层的时间。这样请求队列中距当前能够最先到达的楼层的请求信号就是下一个服务对象。在重载荷的情况下,最短寻找楼层时间优先算法的平均响应时间较短,但响应时间的方差较大,原因是队列中的某些请求可能长时间得不到响应,出现所谓的“饿死”现象。

‘柒’ 操作系统磁盘调度算法wenti

SCAN调度算法就是电梯调度算法,顾名思义就是如果开始时磁头往外就一直要到最外面,然后再返回向里(磁头编号一般是最外面为0号往里增加),就像电梯若往下则一直要下到最底层才会再上升一样。这里的从左端开始是什么意思呢?一般是题目中会给出此时磁头指向里或是指向外的。向外则向比它小的方向扫描,向里则向比它大的方向扫描,而若求寻道时间还要知道每移动一个磁道所需的时间t,寻道时间T1={(53-37)+(37-14)+(14-0)+(65-0)+(67-65)+(98-67)+(122-98)+(124-122)+(183-124)+(199-183)}*t=(53+199)*t=252t.
CSCAN循环扫描调度算法是先找出最靠近磁头位置的下一个,或是按题中规定的方向,反正就是只能是单向扫描。例如题中65距53最近,于是最先到65然后继续朝增加的方向,直到最大,然后又立即回到最小的0号开始,计算时返回的那段距离也必需计算在内。T2={(199-53)+(199-0)+(37-0)}*t=382t.
显然此时SCAN算法更省时。

‘捌’ 磁盘调度算法

  上文介绍了磁盘的结构,本文介绍磁盘的调度算法相关的内容。
   本文内容

   寻找时间(寻道时间) T s :在读/写数据前,需要将磁头移动到指定磁道所花费的时间。
  寻道时间分两步:

  则寻道时间 T s = s + m * n。

  磁头移动到指定的磁道,但是不一定正好在所需要读/写的扇区,所以需要通过磁盘旋转使磁头定位到目标扇区。

   延迟时间T R :通过旋转磁盘,使磁头定位到目标扇区所需要的时间。设磁盘转速为r(单位:转/秒,或转/分),则 平均所需延迟时间T R = (1/2)*(1/r) = 1/2r。

   传输时间T R :从磁盘读出或向磁盘中写入数据所经历的时间,假设磁盘转速为r,此次读/写的字节数为b,每个磁道上的字节数为N,则传输时间 T R = (b/N) * (1/r) = b/(rN)。

  总的平均时间 T a = T s + 1/2r + b/(rN) ,由于延迟时间和传输时间都是与磁盘转速有关的,且是线性相关。而转速又是磁盘的固有属性,因此无法通过操作系统优化延迟时间和传输时间。所以只能优化寻找时间。

  算法思想: 根据进程请求访问磁盘的先后顺序进行调度。
  假设磁头的初始位置是100号磁道,有多个进程先后陆续地请求访问55、58、39、18、90、160、150、38、184号磁道。
  按照先来先服务算法规则,按照请求到达的顺序,磁头需要一次移动到55、58、39、18、90、160、150、38、184号磁道。

  磁头共移动了 45 + 3 + 19 + 21 + 72 + 70 + 10 + 112 + 146 = 498个磁道。响应一个请求平均需要移动498 / 9 = 55.3个磁道(平均寻找长度)。
  优点: 公平;如果请求访问的磁道比较集中的话,算法性能还算可以
  缺点: 如果大量进程竞争使用磁盘,请求访问的磁道很分散,FCFS在性能上很差,寻道时间长

  算法思想: 优先处理的磁道是与当前磁头最近的磁道。可以保证每次寻道时间最短,但是不能保证总的寻道时间最短 。(其实是贪心算法的思想,只是选择眼前最优,但是总体未必最优)。

  假设磁头的初始位置是100号磁道,有多个进程先后陆续地请求访问55、58、39、18、90、160、150、38、184号磁道。

  磁头总共移动了(100 -18)+ (184 -18) = 248个磁道。响应一个请求平均需要移动248 / 9 = 27.5个磁道(平均寻找长度)。
  缺点: 可能产生饥饿现象
  本例中,如果在处理18号磁道的访问请求时又来了一个38号磁道的访问请求,处理38号磁道的访问请求又来了一个18号磁道访问请求。如果有源源不断的18号、38号磁道访问请求,那么150、160、184号磁道请求的访问就永远得不到满足,从而产生饥饿现象。这里产生饥饿的原因是 磁头在一小块区域来回移动。

  SSTF算法会产生饥饿的原因在于:磁头有可能再一个小区域内来回得移动。为了防止这个问题,可以规定: 磁头只有移动到请求最外侧磁道或最内侧磁道才可以反向移动,如果在磁头移动的方向上已经没有请求,就可以立即改变磁头移动,不必移动到最内/外侧的磁道。 这就是扫描算法的思想。由于磁头移动的方式很像电梯,因此也叫 电梯算法

  假设某磁盘的磁道为0~200号,磁头的初始位置是100号磁道,且此时磁头正在往磁道号增大的方向移动,有多个进程先后陆续的访问55、58、39、18、90、160、150、38、184号磁道。

  磁头共移动了(184 - 100)+ (184 -18) = 250个磁道。响应一个请求平均需要移动 250 / 9 = 27.5个磁道(平均寻找长度)。

  优点: 性能较好,寻道时间较短,不会产生饥饿现象。
  缺点: SCAN算法对于各个位置磁道的响应频率不平均 。(假设此时磁头正在往右移动,且刚处理过90号磁道,那么下次处理90号磁道的请求就需要等待低头移动很长一段距离;而响应了184号磁道的请求之后,很快又可以再次响应184号磁道请求了。)

  SCAN算法对各个位置磁道的响应频率不平均,而C-SCAN算法就是为了解决这个问题。规定只有磁头朝某个特定方向移动时才处理磁道访问请求,而 返回时直接快速移动至最靠边缘的并且需要访问的磁道上而不处理任何请求。
  通俗理解就是SCAN算在改变磁头方向时不处理磁盘访问请求而是直接移动到另一端最靠边的磁盘访问请求的磁道上。

  假设某磁盘的磁道为0~200号,磁头的初始位置是100号磁道,且此时磁头正在往磁道号增大的方向移动,有多个进程先后陆续的访问55、58、39、18、90、160、150、38、184号磁道。

  磁头共移动了(184 -100)+ (184 - 18)+(90 - 18)=322个磁道。响应一个请求平均需要移动322 / 9 = 35.8个磁道(平均寻找长度)。

  优点: 相比于SCAN算法,对于各个位置磁道响应频率很平均。
  缺点: 相比于SCAN算法,平均寻道时间更长。

‘玖’ 磁盘调度 算法

(1)FCFS(先来先服务):
143-86=57
147-86=61
147-91=56
177-91=86
177-94=97
150-94=56
150-102=48
175-102=73
175-130=45
57+61+56+86+97+56+48+73+45=579

(2)SSTF(最短寻道时间优先):
寻道顺序:143(当前),147,150,130,102,94,91,86,175,177;
4+3+20+28+8+3+5+89+2=162

(3)SCAN:
当前方向:从143#向磁道号增加的方向
依次访问:143(当前),147,150,175,177
再从递减方向:130,102,94,91,86
4+3+25+2+47+28+8+3+5=125

(4)LOOK:(即SCAN,电梯调度算法)

(5)CSCAN:
当前方向:从143#向磁道号增加的方向
依次访问:143(当前),147,150,175,177
再从0开始增加方向:86,91,94,102,130
4+3+25+2+91+5+3+8+28=169

‘拾’ 以下选项中不属于磁盘调度算法的是

【答案】:B
访问磁盘的时间因子由3部分构成,分别为查找时间、等待时宏亏间和数据传输时间。其中查拆绝宽找时间是决定因素,因此旅亮磁盘调度算法有如下3种:
(1)先来先服务调度(FCFS)
(2)最短查找时间优先调度(SSTF):查找时间最短一般就是指查找距离磁头最短,该模式有可能引起无限拖延,也就是常说的“饥饿”。
(3)电梯算法调度(SCAN):该算法是磁头前进方向L的最短查找时间优先算法,排除了磁头在盘面局部位置上的往复移动,很大程度上消除了第二种算法(SSTF)的不公平性,但是仍对中间磁道的请求有利。

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