磁盘调度实验报告实验总结

磁盘调度实验报告实验总结

磁盘调度是操作系统中的一个重要概念,它是指操作系统通过合理的算法和策略来管理和调度磁盘上的数据访问请求。磁盘调度的目的是提高磁盘的读写效率,减少磁盘访问的时间开销,从而提高系统的整体性能。

本次实验主要对比了三种常见的磁盘调度算法:先来先服务(FCFS)、最短寻道时间优先(SSTF)和电梯算法(SCAN)。通过对比实验结果分析各种算法的性能表现和特点,并给出相应的实验总结。

实验总结如下:

一、先来先服务(FCFS)算法

FCFS算法是一种简单直接的磁盘调度算法,它按照请求的顺序依次进行访问。实验结果表明,FCFS算法的平均寻道时间较高,且易产生长期等待现象。这是因为FCFS算法无法优化磁头的移动顺序,只能按照请求的先后顺序安排磁道的访问,从而导致了较差的性能表现。

二、最短寻道时间优先(SSTF)算法

SSTF算法根据当前磁头位置选择距离最近的请求进行服务。实验结果表明,SSTF算法的平均寻道时间明显优于FCFS算法,且缓解了长期等待现象。这是因为SSTF算法可以选择离当前磁头位置最近的请求,从而减少了寻道时间,提高了磁道的访问效率。

三、电梯算法(SCAN)算法

SCAN算法也称为电梯算法,它模拟了电梯运行的原理。SCAN算法先将磁头移动到一个极限位置,然后沿着一个方向依次访问请求,直到到达另一个极限位置,再改变方向重复上述过程。实验结果表明,SCAN算法的平均寻道时间与SSTF 算法相当,且具有较好的均衡性。这是因为SCAN算法可以使得磁头在磁盘上的行进路线保持平衡,避免了过多的磁道之间的跳跃,从而提高了磁道的访问效率。

综上所述,不同的磁盘调度算法具有不同的性能表现和特点。在实际应用中,需要根据具体的场景和需求选择合适的磁盘调度算法。一般而言,SSTF算法和SCAN算法在性能上表现较好,可以提高磁盘的读写效率,减少寻道时间开销。而FCFS算法在实际应用中较为有限,对于长期等待和寻道时间要求较高的场景不太适用。

总之,通过本次实验,我深入了解了磁盘调度算法的原理和性能表现,加深了对操作系统中磁盘管理的认识。通过比较和分析实验结果,我对不同磁盘调度算法的优缺点有了更加清晰的认识,并能够根据实际需求选择合适的算法,影响磁盘读写效率和系统整体性能的提升。

存储管理实验报告

存储管理实验报告 存储管理实验报告 引言: 存储管理是计算机系统中非常重要的一部分,它负责管理计算机系统中的存储资源,包括内存和外存。合理的存储管理能够提高计算机系统的性能和效率,保证系统的稳定运行。本次实验旨在通过实践操作,深入了解存储管理的原理和方法,并通过实验结果分析,探讨存储管理的优化策略。 一、实验目的 本次实验的主要目的是通过实践操作,深入了解存储管理的原理和方法,并通过实验结果分析,探讨存储管理的优化策略。具体目标如下: 1. 了解存储管理的基本概念和原理; 2. 掌握存储管理的常用方法和技术; 3. 分析实验结果,探讨存储管理的优化策略。 二、实验环境 本次实验使用了一台配置较高的计算机,具备较大的内存和高速的硬盘。实验环境如下: 1. 操作系统:Windows 10; 2. 内存:16GB; 3. 硬盘:1TB。 三、实验过程 1. 内存管理实验 在内存管理实验中,我们使用了一段较大的程序代码进行测试。首先,我们通

过编程语言将程序代码写入内存中,然后通过内存管理技术将程序代码加载到 内存的合适位置。在加载过程中,我们使用了分页和分段两种常用的内存管理 技术,并比较了它们的性能差异。实验结果显示,分页技术相对来说更加高效,能够更好地利用内存资源,提高系统的运行速度。 2. 外存管理实验 在外存管理实验中,我们模拟了大文件的读写操作。首先,我们将一个较大的 文件写入硬盘中,然后通过外存管理技术将文件加载到内存中进行读取。在加 载过程中,我们使用了磁盘调度算法和文件系统管理技术,并比较了它们的性 能差异。实验结果显示,磁盘调度算法的选择对系统的读写速度有较大的影响,而文件系统的合理管理能够提高文件的存取效率。 四、实验结果分析 通过对实验结果的分析,我们可以得出以下结论: 1. 内存管理中,分页技术相对于分段技术更加高效,能够更好地利用内存资源,提高系统的运行速度; 2. 外存管理中,磁盘调度算法的选择对系统的读写速度有较大的影响,合理选 择磁盘调度算法能够提高系统的性能; 3. 文件系统的合理管理能够提高文件的存取效率,减少文件的碎片化,提高系 统的整体性能。 五、存储管理的优化策略 基于实验结果的分析,我们提出了以下存储管理的优化策略: 1. 在内存管理中,推荐使用分页技术,因为它能够更好地利用内存资源,提高 系统的运行速度;

操作系统中的磁盘调度

操作系统中的磁盘调度 在计算机系统中,磁盘是一种存储设备,用于保存大量的数据和信息。然而,由于磁盘的读写速度较慢,为了使系统更快地响应用户请求,操作系统必须对磁盘进行有效的调度和管理,以最大化磁盘的读写效率和响应速度。 磁盘调度是指操作系统通过算法和策略,对不同的磁盘访问请求进行排队和调度,以实现尽快地读取和写入数据。在操作系统中,有多种磁盘调度算法可供选择,每种算法都有其优缺点,需要根据具体的应用场景和需求进行选择和配置。 常见的磁盘调度算法有以下几种: 先来先服务(FCFS)调度算法 先来先服务调度算法是最简单的磁盘调度算法,也是最容易实现的一种。该算法按照磁盘访问请求的到达时间进行排队,先到达的请求先被处理。然而,这种算法存在“早期请求被占用磁道”的问题,即如果较远的磁道请求先到达,则后续较近磁道的请求需要较长时间等待,影响了系统响应速度。 最短寻道时间优先(SSTF)调度算法 最短寻道时间优先调度算法是一种基于当前磁头位置的决策算法。该算法选择最短路径到达下一个磁道,然后依此处理下一个请求。该算法通常比FCFS算法更快,因为它能够同时考虑到时间

和空间的因素。然而,该算法可能会导致较远的请求长时间等待,称为“饿死”。 电梯调度算法 电梯调度算法是一种非常流行的磁盘调度算法,也是一种比较 高效的算法。该算法是基于电梯的上下运动来模拟磁盘寻道,当 磁头从某一端开始找到另一端时,该算法按照一个方向对请求进 行排序。在电梯运行的方向上的请求优先处理,直到到达另一个 方向的尽头,然后更改方向继续处理请求。由于该算法考虑了请 求的位置和时间,因此可以实现快速响应和高效利用磁盘。 最佳(SCAN)调度算法 最佳调度算法是一种类似于电梯调度算法的算法,也是一种基 于电梯寻道模型的算法。该算法沿着磁盘表面进行扫描,按照磁 头运动的方向对请求进行排序,并在到达尽头时更改方向。该算 法在大多数情况下比FCFS算法和SSTF算法更快,但也有可能因 为某些操作导致请求长时间等待。 总之,磁盘调度是一个非常重要的主题,在操作系统中起着至 关重要的作用。选择适当的调度算法可以有效提高系统的响应速 度和磁盘使用效率,为用户提供更好的使用体验。

磁盘调度算法的设计实验报告

磁盘调度算法的设计实验报告 一、实验背景 磁盘调度算法是操作系统中的重要内容之一,它的主要作用是优化磁 盘的读写效率,提高系统的性能。本次实验旨在通过设计不同的磁盘 调度算法,比较它们在不同情况下的性能表现。 二、实验环境 本次实验使用了Linux操作系统和C语言编程语言。硬件环境为Intel Core i5处理器、4GB内存和500GB硬盘。 三、实验过程 1. 先来看看什么是磁盘调度算法。磁盘调度算法是指操作系统中用于 管理磁盘I/O请求队列的算法。常见的磁盘调度算法有FCFS(先来先 服务)、SSTF(最短寻道时间优先)、SCAN(扫描)、LOOK(往返扫描)等。 2. 接下来我们分别对这些算法进行设计和实现,并进行性能测试。 3. 首先是FCFS算法。FCFS算法就是按照请求到达时间的顺序进行服务,即先来先服务。我们通过模拟生成一组随机数作为请求队列,然 后计算出每个请求需要移动的距离,并计算出平均寻道长度。 4. 然后是SSTF算法。SSTF算法是指选择距离当前磁头位置最近的请求进行服务。我们同样使用模拟生成一组随机数作为请求队列,然后 计算出每个请求与当前磁头位置的距离,并按照距离从小到大进行排

序,然后依次服务每个请求,并计算出平均寻道长度。 5. 接下来是SCAN算法。SCAN算法是指磁头从一端开始移动,直到到达另一端,然后返回原点继续移动。我们同样使用模拟生成一组随机数作为请求队列,并将其按照磁头当前位置的左右分成两部分,分别从左往右和从右往左进行服务,并计算出平均寻道长度。 6. 最后是LOOK算法。LOOK算法和SCAN类似,不同之处在于当服务完最远的请求时不会返回原点,而是直接返回最近的请求。我们同样使用模拟生成一组随机数作为请求队列,并将其按照磁头当前位置的左右分成两部分,分别从左往右和从右往左进行服务,并计算出平均寻道长度。 四、实验结果 通过对以上四种磁盘调度算法进行测试,得到以下结果: 1. FCFS平均寻道长度:162 2. SSTF平均寻道长度:78 3. SCAN平均寻道长度:98 4. LOOK平均寻道长度:87 五、实验结论 从实验结果可以看出,SSTF算法的性能最优,平均寻道长度最短。而FCFS算法的性能最差,平均寻道长度最长。SCAN和LOOK算法的性能相对较好,但是与SSTF算法相比还是有一定差距。

磁盘调度操作系统实验报告

实验一磁盘调度算法实现一、实验目的 本课程设计的目的是通过磁盘调度算法设计一个磁盘调度模拟系统,从而使磁盘调度算法更加形象化,容易使人理解,使磁盘调度的特点更简单明了,能使使用者加深对先来先服务算法、最短寻道时间优先算法、扫描算法以及循环扫描算法等磁盘调度算法的理解; 二、实验内容 系统主界面可以灵活选择某种算法,算法包括:先来先服务算法FCFS、最短寻道时间优先算法SSTF、扫描算法SCAN、循环扫描算法CSCAN; 先来先服务算法 FCFS 这是一种比较简单的磁盘调度算法;它根据进程请求访问磁盘的先后次序进 行调度;此算法的优点是公平、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;此算法由于未对寻道进行优化, 在对磁盘的访问请求比较多的情况下,此算法将降低设备服务的吞吐量,致使平均寻道时间可能较长,但各进程得到服务的响应时间的变化幅度较小; 最短寻道时间优先算法 SSTF 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,该算法可以得到比较好的吞吐量,但却不能保证平均 寻道时间最短;其缺点是对用户的服务请求的响应机会不是均等的,因而导致响 应时间的变化幅度很大;在服务请求很多的情况下,对内外边缘磁道的请求将会 无限期的被延迟,有些请求的响应时间将不可预期; 扫描算法 SCAN 扫描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;例如,当磁头正在自里向外移动时,扫描算法所选择的下一个 访问对象应是其欲访问的磁道既在当前磁道之外,又是距离最近的;这样自里向 外地访问,直到再无更外的磁道需要访问才将磁臂换向,自外向里移动;这时, 同样也是每次选择这样的进程来调度,即其要访问的磁道,在当前磁道之内,从 而避免了饥饿现象的出现;由于这种算法中磁头移动的规律颇似电梯的运行,故

实验二文件系统及磁盘管理

实验二文件系统及磁盘管理 1. 文件系统管理 一、实验目的 ? 掌握Linux 下文件系统的创建、挂载与卸载。 ? 掌握文件系统的自动挂载。 二、项目背景 某企业的Linux 服务器中新增了一块硬盘/dev/sdb ,请使用fdisk 命令新建/dev/sdb1 主分区和 /dev/sdb2 扩展分区,并在扩展分区中新建逻辑分区/dev/sdb5 ,并使用mkfs 命令分别创建vfat 和ext3 文件系统。然后用fsck 命令检查这两个文件系统;最后,把这两个文件系统挂载到系统上。 三、实验内容 练习Linux 系统下文件系统的创建、挂载与卸载及自动挂载的实现。 四、实验步骤 子项目1.创建/dev/sdb1 和/dev/sdb5 ? 使用fdisk 命令创建/dev/sdb1 主分区。 ? 使用fdisk 命令创建/dev/sdb2 扩展分区。

? 输入子命令w ,把设置写入硬盘分区表,退出fdisk 并重新启动系统。? 用mkfs 命令在上述刚刚创建的分区上创建ext3 文件系统和vfat 文件系统。 ? 用fsck 命令检查上面创建的文件系统。 子项目2.挂载/dev/sdb1 和/dev/sdb5 ? 利用mkdir 命令,在/mnt 目录下建立挂载点,mountpoint1 和mountpoint2 。 ? 把上述新创建的ext3 分区挂载到/mnt/mountpoint1 上。 ? 把上述新创建的vfat 分区挂载到/mnt/mountpoint2 上。 ? 利用mount 命令列出挂载到系统上的分区,查看挂载是否成功。 ? 利用umount 命令卸载上面的两个分区。 子项目3.实现/dev/sdb1 和/dev/sdb5 的自动挂载 ? 编辑系统文件/etc/fstab 文件,把上面两个分区加入此文件中。 ? 重新启动系统,显示已经挂载到系统上的分区,检查设置是否成功。 子项目4.挂载光盘和U 盘 ? 取一张光盘放入光驱中,将光盘挂载到/media/cdrom 目录下。查看光盘中的文件。? 使用fdisk 命令创建/dev/sdb5 逻辑分区。

操作系统 磁盘管理 实验报告

实验报告 课程名称:操作系统 院系:信息与控制工程学院专业班级:计算机0801 姓名: 指导老师: 2010年12月31日

目录 一、实验目的 (3) 二、需求分析 (3) 三概要设计 (4) 四、详细设计 (5) (1)先来先服务算法(FCFS) (5) (2)最短寻道时间优先算法(SSTF) (6) (3)电梯算法(SCAN) (7) 五、调试过程 (8) 六、结论与体会 (8) 七、附件:源程序清单 (9)

一、实验目的 本实验的目的是通过设计一个磁盘调度模拟系统,以加深对FCFS、最短寻道时间以及电梯等磁盘调度算法的理解。让我们更好地掌握操作系统的原理及实现方法,加深对操作系统基础理论和重要算法的理解,加强动手能力。 二、需求分析 1、模拟一个磁盘调度算法; Visual C++ 6.0平台 2、输入为一组作业的磁道请求; 作业的寻到请求可以用一个数组模拟 3、要求能够模拟FCFS、最短寻道时间、电梯算法三个磁盘调度算法; FCFS (First Come First Served )先来先服务,在计算机并行任务处理中,被视为最简单的任务排序策略,即是无论任务大小和所需完成时间,对先到的任务先处理,后到的任务后处理。按照此算法,数组顺序输出即可。 最短寻道时间优先(ShortestSeekTimeFirst,SSTF)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,确定当前磁道,选择距离当前最近的。 电梯算法,磁臂仅移动到请求的最外道就回转。反方向查找服务。确定当前磁道以及运动方向,排序后的数组当前磁道以后的磁道顺序序输出,在将剩余反向输出。 4、输出为按选择的算法执行时的磁头移动轨迹和移动的总道数。

磁盘管理实验报告心得

磁盘管理实验报告心得 引言 磁盘是计算机中重要的硬件设备,负责存储和管理大量的数据。磁盘管理是操作系统中非常重要的一部分,对系统的性能和稳定性有着直接的影响。在这次磁盘管理实验中,我深入了解了磁盘的内部组织结构以及常见的磁盘管理算法,并通过实验学习了磁盘的分区、格式化、文件读写等操作。这次实验让我对磁盘管理有了更深入的理解,并且增强了我在操作系统方面的实践能力。 实验内容 这次实验主要包括以下几个方面的内容: 1. 磁盘的组织结构和工作原理:了解磁盘的物理结构,包括道、磁头和扇区的概念,以及磁盘读写的基本原理。 2. 分区与格式化:了解磁盘分区和格式化的概念和操作方法,并通过实验进行磁盘分区和格式化的操作。 3. 文件读写:学习文件的逻辑结构和文件读写的基本原理,通过实验实现一些简单的文件读写操作。 4. 空闲空间管理:了解磁盘上空闲空间的管理方法,包括位图法和链表法,并通过实验实现了位图法的空闲空间管理算法。

实验过程 在实验过程中,我首先通过阅读相关资料了解了磁盘的组织结构和工作原理。磁盘是由多个碟片组成的,每个碟片分为若干个圆环状的道,每个道又被划分为若干个弧段,也就是扇区。每个碟片上还有一个或多个磁头,可以在碟片上进行磁道和扇区的读写操作。 接着,我进行了磁盘的分区和格式化操作。分区是将一个物理磁盘划分为多个逻辑区域,每个逻辑区域可以独立管理。格式化是对分区进行初始化操作,以便后续的文件读写等操作。通过实验,我成功地对磁盘进行了分区和格式化,并对分区和格式化的过程有了更深入的了解。 在文件读写方面,我学习了文件的逻辑结构和文件读写的基本原理。文件是操作系统中的基本单位,有顺序文件和随机文件两种不同的逻辑结构。顺序文件的读写是按照文件中记录的顺序进行的,而随机文件的读写则是按照文件中记录的位置进行的。通过实验,我实现了一些简单的文件读写操作,并加深了对文件读写原理的理解。 最后,我学习了磁盘空闲空间的管理算法。磁盘上有大量的空闲空间,如何高效地管理这些空闲空间对系统的性能有着重要的影响。我了解了位图法和链表法两种常见的空闲空间管理算法,并通过实验实现了位图法的空闲空间管理算法。通过这个实验,我更加清楚地了解了磁盘空闲空间管

磁盘管理 实验报告

磁盘管理实验报告 磁盘管理实验报告 概述: 磁盘管理是计算机操作系统中的重要组成部分,它负责管理计算机系统中的磁 盘存储空间,确保数据的高效存取和安全性。本实验旨在通过实际操作和测试,探究磁盘管理的原理和技术,并评估其对系统性能的影响。 实验目标: 1. 理解磁盘管理的基本概念和原理。 2. 掌握磁盘分区和文件系统的创建与管理方法。 3. 了解磁盘调度算法的工作原理和性能特点。 4. 分析磁盘缓存和磁盘阵列技术对系统性能的影响。 实验环境: 本次实验使用了一台配置较为普通的计算机,搭载了Windows 10操作系统和500GB机械硬盘。 实验步骤和结果: 1. 磁盘分区和文件系统的创建与管理: 在Windows 10操作系统中,我们使用了磁盘管理工具对硬盘进行了分区和格式化操作。通过分区,我们将硬盘划分为多个逻辑驱动器,以便更好地管理和 组织数据。而文件系统的格式化则是为了在磁盘上创建文件系统,并对其进行 初始化。我们选择了NTFS文件系统,因为它支持更大的文件大小和更高的性能。经过实验操作,我们成功地创建了多个分区,并将它们格式化为NTFS文 件系统。

2. 磁盘调度算法的工作原理和性能特点: 磁盘调度算法是为了优化磁盘访问的顺序和效率而设计的。在本次实验中,我们选择了最常用的磁盘调度算法——SCAN算法,并通过实验测试其性能。我们使用了一个模拟的磁盘访问序列,并记录了SCAN算法下的平均寻道时间和平均旋转延迟时间。实验结果表明,SCAN算法在磁盘访问效率方面表现出色,能够较好地平衡磁盘访问的延迟和吞吐量。 3. 磁盘缓存和磁盘阵列技术对系统性能的影响: 磁盘缓存和磁盘阵列技术是提高磁盘访问性能的两种常见方法。磁盘缓存利用高速缓存存储器来暂存磁盘数据,以减少对磁盘的实际访问次数,从而提高系统的响应速度。而磁盘阵列则是通过将多个磁盘组合成一个逻辑单元,实现数据的并行读写,从而提高磁盘的吞吐量。通过实验测试,我们对比了启用和禁用磁盘缓存以及使用单个磁盘和磁盘阵列的情况下的磁盘访问性能。实验结果显示,启用磁盘缓存和使用磁盘阵列可以显著提高系统的磁盘访问性能。结论: 通过本次实验,我们对磁盘管理的原理和技术有了更深入的了解。磁盘管理在计算机操作系统中扮演着重要角色,它直接影响着系统的性能和稳定性。合理的磁盘分区和文件系统的创建与管理、高效的磁盘调度算法选择以及磁盘缓存和磁盘阵列技术的应用,都能够有效地提升系统的磁盘访问性能。在今后的实践中,我们将进一步探索和应用磁盘管理的相关技术,不断优化和提升系统的性能和可靠性。

磁盘管理的实验报告

实验报告 课程名称:网络操作系统 实验项目名称:Windows Server 2003的磁盘管理 学生姓名:邓学文专业:计算机网络技术学号:1000005517 同组学生姓名:无 实验地点:个人电脑实验日期:2012 年04 月08 日 实训12:Windows Server 2003的磁盘管理 一、实验目的 1、熟悉Windows Server 2003基本磁盘管理的相关操作; 2、掌握Windows Server 2003在动态磁盘上创建各种类型的卷; 3、掌握Windows Server 2003的磁盘限额以及磁盘整理等操作。 二、实验内容 在安装了Windows Server 2003的虚拟机上完成如下操作: 1、在安装了Windows Server 2003的虚拟机上添加五块虚拟硬盘,类型为SCSI,大小为1G,并初始化新添加的硬盘;添加一块IDE 类型的磁盘,大小为1.2GB。 2、选择添加的第一块硬盘,在磁盘上创建主分区“D:”,然后创建扩展分区,在扩展分区中创建逻辑盘“E:”和“F:”,最后将这块磁盘升级为动态磁盘。 3、利用添加五块虚拟硬盘,创建简单卷、扩展简单卷、跨区卷、带区卷、镜像卷、RAID-5卷,对具有容错能力的卷,用虚拟机删除虚拟硬盘来模拟硬盘损坏,并尝试数据恢复操作。 4、对磁盘“D:”做磁盘配额操作,设置用户User1的磁盘配额空间为100MB,随后分别将Windows Server 2003安装源程序和VMWARE Workstation 安装源程序复制到D盘,看是否成功。 5、对磁盘“E:”做磁盘清理和碎片整理。 三、实验步骤 1、启动VMWARE,打开预装的Windows Server 2003虚拟机,为虚拟机添加五块虚

机械硬盘实验报告

机械硬盘实验报告 机械硬盘实验报告 引言: 机械硬盘是计算机中常见的存储设备之一,它通过磁头在磁盘上读写数据来实 现信息的存储和访问。本实验旨在通过对机械硬盘的测试和分析,深入了解其 工作原理、性能特点以及对计算机系统的影响。 一、硬盘结构与工作原理 机械硬盘由多个盘片叠放而成,每个盘片上都有两个磁头,分别用于读取和写 入数据。盘片上的数据以磁道和扇区的形式进行组织,磁头通过在盘片上移动,将数据读取到内存或写入到硬盘中。 二、硬盘性能测试 1. 传输速率测试 通过使用性能测试工具,我们可以测试机械硬盘的传输速率。在测试中,我们 可以选择不同的文件大小和读写模式来模拟不同的使用场景。测试结果显示, 机械硬盘的传输速率在读取大文件时较高,但在随机读写小文件时明显下降。2. 寻道时间测试 寻道时间是指磁头从一个磁道移动到另一个磁道所需的时间。在测试中,我们 可以通过在不同的磁道之间进行读写操作来测量寻道时间。实验结果表明,机 械硬盘的寻道时间较长,特别是在跨越多个磁道时。这也是机械硬盘相对于固 态硬盘在随机读写性能上的劣势之一。 三、机械硬盘的优势与局限性 1. 优势:

(1) 成本较低:相对于固态硬盘而言,机械硬盘的制造成本较低,因此在大容量 存储需求下,机械硬盘仍然具有一定的优势。 (2) 容量大:由于机械硬盘采用盘片叠放的方式,其存储容量相对较大,可以满 足大规模数据存储的需求。 2. 局限性: (1) 速度较慢:机械硬盘在随机读写性能上相对较差,特别是在处理大量小文件时,速度明显下降。 (2) 易受震动影响:机械硬盘内部的磁头和盘片之间的距离非常小,因此对于外 部的震动非常敏感,可能会导致数据损坏或丢失。 四、机械硬盘对计算机系统的影响 1. 启动时间延长:由于机械硬盘的读取速度较慢,因此在系统启动时,需要较 长的时间来加载操作系统和相关软件。 2. 资源占用较高:机械硬盘在进行读写操作时,会占用较多的CPU和内存资源,可能会导致系统响应速度下降。 3. 数据安全性:由于机械硬盘易受震动影响,因此在使用过程中需要注意保护 硬盘的安全,避免数据丢失。 结论: 通过对机械硬盘的实验测试和分析,我们深入了解了其工作原理、性能特点以 及对计算机系统的影响。机械硬盘在大容量存储需求下仍具有一定的优势,但 在速度和数据安全性方面存在一些局限性。随着固态硬盘的发展和普及,机械 硬盘在某些场景下可能会逐渐被取代,但在特定的应用领域仍然具有一定的市 场需求。

磁盘调度算法实验报告

操作系统 实验报告 哈尔滨工程大学 计算机科学与技术学院

磁盘调度算法 一.实验概述: 1.实验名称:磁盘调度算法 2.实验目的: 1)通过学习EOS 实现磁盘调度算法的机制,掌握磁盘调度算法执行的条件和时机; 2)观察EOS 实现的FCFS、SSTF 和SCAN 磁盘调度算法,了解常用的磁盘调度算法; 3)编写CSCAN 和N-Step-SCAN 磁盘调度算法,加深对各种扫描算法的理解。 3.实验类型:验证、设计 4.实验内容: 1)准备实验,创建一个EOS Kernel项目; 2)验证先来先服务(FCFS)磁盘调度算法; 3)验证最短寻道时间优先(SSTF)磁盘调度算法; 4)验证SSTF算法造成的线程“饥饿现象”; 5)验证扫描(SCAN)磁盘调度算法; 6)改写SCAN算法; 7)编写循环扫描(CSCAN)磁盘调度算法; 8)验证SSTF、SCAN及CSCAN算法中的“磁臂粘着”现象; 9)编写N-Step-SCAN磁盘调度算法。 二.实验环境 操作系统:windows XP 编译器:Tevalaton OS Lab 语言:C 三.实验过程 1.设计思路和流程图: SCAN算法流程图:

SSTF算法的流程图: CSACN流程图:

N-STEP-SCAN算法调度:Array 2.实验过程: 1)新建一个EOS Kernel 项目; 2)在sysproc.c 文件中找到控制台命令“ds”对应的函数ConsoleCmdDiskSchedule。“ds”命令专门用来测试磁盘调度算法。阅读该函数中的源代码,目前该函数使磁头初始停留在磁道10,其它被阻塞的线程依次访问磁道8、21、9、78、0、41、10、67、12、10; 3)打开io/block.c 文件,在第378 行找到磁盘调度算法函数IopDiskSchedule。阅 读该函数中的源代码,目前此函数实现了FCFS 磁盘调度算法,流程图如下:

磁盘阵列实验报告

磁盘阵列实验报告 1. 引言 磁盘阵列是一种由多个硬盘组成的存储系统,通过组合多个硬盘的存储容量和性能,提供了更高的数据可靠性和读写速度。在本次实验中,我们搭建了一个磁盘阵列系统,进行了性能测试,并对其性能进行了评估和分析。 2. 实验目的 本次实验的主要目的包括: 1. 掌握磁盘阵列的组建和配置方法; 2. 测试磁盘阵列的读写性能,并分析其性能表现; 3. 评估磁盘阵列在不同工作负载下的性能表现。 3. 实验环境 本次实验的实验环境如下: - CPU:Intel Core i7-9700K; - 内存:16GB DDR4; - 硬盘:8块SATA硬盘(容量为2TB,转速为7200RPM); - 操作系统:Ubuntu Linux 20.04.1 LTS。 4. 磁盘阵列配置 在实验中,我们选择了一种常见的磁盘阵列配置方式:RAID 0。RAID 0使用条带化(striping)的方式将数据均匀分布在多个硬盘上,从而提高了读写性能。然而,由于数据没有冗余备份,RAID 0无法实现数据的冗余和容错。 我们通过软件配置方式实现了RAID 0。首先,我们使用Linux提供的`mdadm`工具将物理硬盘建立为RAID设备,然后进行格式化和挂载。

5. 性能测试与分析 我们对磁盘阵列进行了一系列性能测试,包括顺序读写、随机读写以及不同读写负载下的性能测试。 5.1 顺序读写性能测试 在顺序读写性能测试中,我们使用了`dd`命令进行测试。对于顺序读测试,我们从磁盘阵列中读取了一个大文件,并计算了读取速度。对于顺序写测试,我们向磁盘阵列中写入一个大文件,并计算了写入速度。 5.2 随机读写性能测试 在随机读写性能测试中,我们使用了`fio`工具进行测试。我们设置了一系列随机读写的负载,包括不同的队列深度和线程数,并分别测试了随机读和随机写的性能。通过分析测试结果,我们评估了磁盘阵列在不同负载下的性能表现。 5.3 不同读写负载下的性能测试 在不同读写负载下的性能测试中,我们使用了`iozone`工具进行测试。我们分别测试了不同文件大小和并发数下的读写性能,并绘制了性能曲线图。 6. 结果与讨论 根据性能测试的结果,我们进行了性能分析与讨论。在顺序读写测试中,磁盘阵列的读写性能表现良好,顺序读写速度较高。在随机读写测试中,随着队列深度和线程数的增加,性能有所提升,但提升幅度逐渐减小。在不同读写负载下的测试中,我们发现随着并发数增加,性能有所提升,但文件大小对性能影响较大。然而,在对磁盘阵列进行测试时,我们也发现了一些问题。由于RAID 0缺乏冗余和容错机制,一旦其中一个硬盘出现故障,数据将无法恢复。因此,RAID 0并不适用于对数据可靠性要求较高的场景。

FCFS和SJF进程调度算法实验报告材料讲解

FCFS和SJF进程调度算法实验报告材料讲解 实验目的: 1.了解先来先服务(FCFS)和短作业优先(SJF)进程调度算法的工 作原理; 2.掌握进程调度算法的模拟过程; 3.理解不同调度算法对系统性能的影响。 实验原理: 1.先来先服务(FCFS)调度算法:按照进程到达的先后顺序进行调度,先到达的进程先被执行。 2.短作业优先(SJF)调度算法:选取就绪队列中所需处理时间最短 的进程进行执行。 实验过程: 1. 设计进程控制块(Process Control Block,PCB)数据结构,包 括进程ID、到达时间、服务时间、开始时间、完成时间、周转时间和带 权周转时间等字段; 2.根据实验要求创建若干个进程,并随机生成不同的到达时间和服务 时间,初始化进程控制块; 3.按照先来先服务(FCFS)调度算法对创建的进程进行调度,并记录 各个进程的开始时间和完成时间; 4.根据完成时间计算周转时间和带权周转时间;

5.按照短作业优先(SJF)调度算法对创建的进程进行调度,并记录各个进程的开始时间和完成时间; 6.根据完成时间计算周转时间和带权周转时间; 7.分析比较两种调度算法的结果,评估其对系统性能的影响。 实验结果: 以三个进程为例,分别为进程A、进程B和进程C,到达时间和服务时间如下: 进程到达时间服务时间 A010 B26 C44 1.先来先服务(FCFS)调度算法: 按照进程到达的先后顺序进行调度。 进程到达时间服务时间开始时间完成时间周转时间带权周转时间 A010010101.0 B261016142.3 C441620164.0 2.短作业优先(SJF)调度算法: 选取就绪队列中所需处理时间最短的进程进行执行。

ubuntu磁盘管理和进程管理实验报告总结

ubuntu磁盘管理和进程管理实验报告总结 1. Linux系统磁盘管理体系 (1) Linux的磁盘管理主要分为5个步骤: ①在Linux服务器上添加相应的硬盘(如/dev/sda、sdb、sdc…); ②对全新的服务器(没有操作系统)做RAID(raid0、raid1、raid5等模式)或逻辑卷LVM; ③对磁盘进行分区; ④创建完分区后对该分区作格式化操作; ⑤最后作挂载操作,将分区挂载到Linux文件系统中即可存放数据。 (2) 磁盘读写数据的原理 ①磁盘是按照柱面为单位读写数据的,即先读取同一个盘面的某一个磁道,读完之后,如果数据没有读完,磁头也不会切换其他的磁道,而是选择切换磁头,读取下一个盘面的相同半径的磁道,直到所有盘面的相同半径的磁道读取完成之后,如果数据还没有读写完成,才会切换其他不同半径的磁道,这个切换磁道的过程称为寻道。 ②不同磁头间的切换是电子切换,而不同磁道间的切换需要磁头做径向运动,这个径向运动需要步进电机调节,这个动作是机械的切换。

③磁头寻道是机械运动,切换磁头是电子切换。 2. RAID简介 (1) 什么是RAID 磁盘阵列(Redundant Arrays of Independent Disks,RAID),有“独立磁盘构成的具有冗余能力的阵列”之意。 磁盘阵列是由很多块独立的磁盘,组合成一个容量巨大的磁盘组,利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能。利用这项技术,将数据切割成许多区段,分别存放在各个硬盘上。 磁盘阵列还能利用同位检查(Parity Check)的观念,在数组中任意一个硬盘故障时,仍可读出数据,在数据重构时,将数据经计算后重新置入新硬盘中。 RAID技术分类:基于硬件的RAID技术和基于软件的RAID 技术。 (2) RAID级别对比 RAID级别模式优点模式缺点适用的场景 RAID0 读写速度是几种模式中最快不存在冗余MySQL,Redis等主从复制的场景 RAID1 100%冗余读写速度一般,成本较高较为重要的数据,需单独存储,且不能宕机的业务场景,如:系统盘,监控等RAID5 具备一定的性能和冗余,允许坏一块盘,读数据性能较好,具有奇偶校验写入数据的性能不高通常的业务场景都可适用

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