第五章18题
SPOOLing系统主要有以下三个部分：
(1)输入井和输出井。这是在磁盘上开辟的两大存储空间。输入井是模拟脱机输入时的磁盘设备，用于存储I/O设备输入的数据；输出井是模拟脱机输出时的磁盘，用于暂存用户程序的输出数据。
(2)输入缓冲区和输出缓冲区。为了缓和CPU与磁盘之间速度不匹配的矛盾，在内存中要开辟两个缓冲区：输入缓冲区和输出缓冲区；输入缓冲区用于暂存由输入设备送来的数据，以后再传输到输入井。输出缓冲区用于暂存从输出井送来的数据，以后再传送到输出设备。
(3)输入进程SPi和输出进程SPo。这里利用两个进程来模拟脱机I/O时的外围控制机。其中，进程SPi模拟脱机输入时的外围控制机，将用户要求的数据从输入机通过输入缓冲区再送到输入井，当CPU需要输入数据时，直接从输入井读入内存；进程SPo模拟脱机输出时的外围控制机，把用户要求的输出数据先从内存送到输出井，待输出设备空闲时，再将输出井中的数据经过输出缓冲区送到输入设备上。 练习题：
1.假设磁头当前位于第105道，正在向磁道序号增加的方向移动。现有一个磁道访问请求序列为35，45，12，68，110，180，170，195，采用SSTF调度（最短寻道时间优先调度）和SCAN调度（电梯调度）算法得到的磁道访问序列分别是什么，平均寻道距离分别是多少？ SSTF调度： 从105道开始，像磁道号增加的方向访问 被访问的下一个磁道号 移动距离（磁道数） 110 5 68 42 45 23 35 10 12 23 170 158 180 10 195 15 平均寻道长度：35.75 SSTF算法选择进程的要求：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。
SCAN调度： 从105道开始，像磁道号增加的方向访问 被访问的下一个磁道号 移动距离（磁道数） 110 5 170 60 180 10 195 15 68 127 45 23 35 10 12 23 平均寻道长度：34.125 SCAN算法选择进程的要求：该算法不仅考虑到欲访问的磁道与当前磁道间的距离，更优先考虑的是磁头当前的移动方向。
2. 假设计算机系统采用CSCAN（循环扫描）磁盘调度策略。
（1）设某单面磁盘旋转速度为每分钟6000转。每个磁道有100个扇区，相邻磁道间的平均移动时间为1ms。若在某时刻，磁头位于100号磁道处，并沿着磁道号大的方向移动，磁道号请求队列为50、90、30、120，对请求队列中的每个磁道需读取1个随机分布的扇区，则读完这4个扇区点共需要多少时间？要求给出计算过程。
（2）如果将磁盘替换为随机访问的Flash半导体存储器（如U盘、SSD等），是否有比CSCAN更有效的磁盘调度策略？若有，给出磁盘调度策略的名称并说明理由；若无，说明理由。
解答：
（1）由于每分钟6000转，则转一圈的时间为60/6000=0.01s， 旋转延迟为0.01*0.5=0.005s。
又由于每个磁道100个扇区，则通过一个扇区的时间为0.1/100=0.0001s。根据CSCAN算法，被访问的磁道顺序为：100—120—30—50—90。 对应的移动距离为：20,90,20,40。
则寻道用去的时间为（20+90+20+40）*1ms=170s。 总共要随机读取四个扇区，要用的时间为：（0.005+0.0001）*4=0.0204s=20.4ms 读完这个扇区需要的总时间为：170ms+20.4ms=190.4ms。
(2)有比CSCAN更有效的磁盘调度策略，那就是采用FCFS调度策略。因为对于Flash半导体存储器来说，它不用考虑寻道的时间和旋转延迟，可以直接通过I/O设备根据先后顺序进行服务，FCFS调度就是采用这种方法。
操作系统作业第五章
