第二十九天 mass-storage structure(大量儲存結構)--上

常見的設備有：
Magnetic disk(硬碟)：

1. 每秒可轉60~200次
2. Transfer rate(傳遞速率)：資料在磁碟機與電腦中傳送的速度
3. Positioning time(定位時間)：又稱隨機存取時間，等於seek time加上rotational latency
4. Head crash(碰劃)：一種硬碟故障，硬碟讀寫頭和旋轉的磁碟片接觸時發生，磁碟表面產生不可恢復的損害
   
   Magnetic tap(磁帶)：
5. 早期secondary-storage的媒介
6. 相對固定和保存大量的數據
7. 存取的時間緩慢，雖幾存取比硬碟慢1000倍
8. 主要用於備份，存儲不常用數據，系統間傳輸介質
9. 20~200GB為典型儲存量

硬碟架構：
跟記憶體一樣都是一個個一維的logical blocks，有順序的對應在硬碟上的磁區(sectors)，sector 0是最外圓柱上的第一個軌道，mapping按順序通過軌道，接下來是該圓柱體中的其餘軌道，然後再通過從最外面到最裡面的其餘圓柱體進行。

硬碟的排程：
作業系統負責有效地使用硬件，也就意味著硬碟裝置具有快速存取時間和硬碟寬頻。
硬碟的存取時間主要有兩個部分：

• seek time(搜尋時間)：移動磁臂到所在磁柱所需的時間。
• rotational latency (旋轉延遲)：磁頭轉到所在磁區所需的時間。

硬碟寬頻(disk bandwidth)為傳輸的總bytes除以傳輸的時間，以第一個發送的到最後一個完成的期間來算。

硬碟排程的演算法有下列幾種：

• FCFS(First-come, first-served )： 一次只接收一個請求，並依照要求的次序作，即先到先做。雖然公平，卻無法最佳化排程。
  
• SSTF(shortest seek time first)：參考SJF演算法，離當前磁頭比較近請求的先做，雖然快但容易造成Starvation。
  
• SCAN：又稱作elevator algorithm，是讓磁碟臂從磁碟的一端向另一端移動，在移動的期間依序服務每個磁柱的I/O要求，當達磁碟底端的時候在反轉向另一端前進，來回的存取磁碟。
  
• C-SCAN ：提供更均勻的等待時間，當讀寫磁頭動到一端再反向時，由於先前靠近讀寫磁頭這端的要求才被服務過，所以要求服務的密度一定低很多，而且另一端會因磁頭在這端連續來回服務，而造成很長的等待時間，所以不如先將讀寫頭移至另一端先行服務。等於到底之後，先返會另一邊讀取。
  
  SCAN與C-SCAN排程演算法，磁碟臂會移動至磁碟的兩端，所以最長移動長度就是磁碟寬度，大多數的OS並不用此二方法，而改用C-LOOK
• C-LOOK：跟C-SCAN差不多，只是他只會queue的尾巴，不會到硬碟的最尾端。
  

剩下的明天繼續囉！