OS 磁盘扇区存放例题：假定磁盘转速为6000r/min（转/分），磁盘格式化时每个盘面被分为9个扇区，现有一个文件共有 A，B，C，D，E，F，G，H，I九个逻辑记录。。。。。。操作系统MoMing丶的博客-

题目：

• 假定磁盘转速为6000r/min（转/分），磁盘格式化时每个盘面被分为9个扇区，现有一个文件共有 A，B，C，D，E，F，G，H，I九个逻辑记录要存放在同一磁道上供处理程序使用，假设每个记录的大小与扇区的大小相同，处理程序每次从磁盘读出一个记录后要花2.5ms处理时间。若忽略其他辅助时间，请回答下列问题：
• （1）现在假设已经顺序存放好这9个记录，记录逆时针排列，磁盘顺时针旋转。那么读出该文件需要多少时间？
• （2）为了使读出文件需要的时间最短，请重新调整各个记录的存放位置，画出各个记录的存放位置，计算该文件的读出时间。

解答：

• (1)
    磁盘转速为6000r/min，即100r/s，则磁盘旋转一周用时: 1/100 = 10(ms) ;磁头经过每个扇区用时: 10/9 (ms) ，而读出第一条记录后还需2.5ms的时间进行处理后，此时读/写磁头已经在记录D位置，为了顺序处理B记录，必须等待磁盘把B记录旋转到读/写磁头位置下，即要有(10 – 2.5) ms = 7.5ms的延迟时间。所以处理这9条记录所要花费的时间为: 9 X (10/9+2.5) + 8 X 7.5 = 92.5ms

• (2)
    将9条逻辑记录在磁道上的位置重新安排，如下图所示:
    所示为这9条逻辑记录的最优分布。当读出一条记录后，读/写磁头只需经过5/6ms的时间便可读出下一条记录，无需花第一问中那么多的延迟时间。根据上图的安排，处理这9条记录所花的时间为: 9 X (10/9+2.5) + 8 X 5/6 = 39.2ms。
    与(1)中所需的处理时间相比，显然经过优化分布后读/写记录所需的时间要来得少，大大缩短了输入/输出操作时间，提高了系统的效率。

过程：

提前了解：
  以下“磁头移动”并不是硬盘中磁头围着磁盘转动，而是磁头固定，磁盘一直旋转。由于图不好旋转，而且磁头相对磁盘在运动，所以就简述为磁头在移动！！！
  需要以此记录 A，B，C，D，E，F，G，H，I九个逻辑，只有当磁头将一个扇区完整的读完（磁头从该扇区的起始点移动到末尾）
下文中的 ABCD……等字母是表示逻辑记录，1234……是指扇区号；

（1）

• a）刚刚开始的时候，磁头在A的起始位置，

• b）花费10/9ms时间将整个A给读出来，即磁头移动到A的末尾。移动后此时已经读完A，处理程序需要花费2.5ms时间来进行处理。
    此时这个位置是B的起始点，需要花费10ms磁头转一圈可以到此处。

• 总花费时间 10/9ms；
  

• c）然花费2.5ms的时间来进行处理，2.5 / (10/9) = 2.25 个扇区，即2.5ms内磁头经过了2.25个扇区。

• 总花费时间：10/9 + 2.5 ms
  

• d）这时候，已经处理完了A，现在需要先移动到B的起始点，然后读B，最后处理B。
    现在离上一个步骤已经过去了2.5ms，还需要花费(10 – 2.5)ms = 7.5ms到达B的起始点。

• 总花费时间：(10/9 + 2.5) + 7.5 ms
  

• e）然后花费9/10ms时间来读B，以及2.5ms时间来处理B。

• 总花费时间：2 * (10/9 + 2.5) + 7.5 ms

• f）然后又要花费7.5ms到达C的起始位置。
• 总花费时间：2 * (10/9 + 2.5) + 2 * 7.5 ms
  

<——–然后以此类推———>

• g）开始读I的时候，已经花费时间8 * (10/9 + 2.5) + 8 * 7.5 ms
  

• 此时只需要花费10/9ms来读I，已经花费2.5ms时间来处理I，该程序就已经完全记录下来了。

• 此时总花费时间：9 * (10/9 + 2.5) + 8 * 7.5 ms = 92.5ms

(2)

以下的扇区是磁道内扇区的位置，不是程序文件

• 在读完某个扇区(1号扇区末尾，2号扇区起始点)后，经过2.5ms的处理时间，磁头已经经过了2.25个扇区(磁头在4号扇区的中间)。
• 根据题意，剩下的0.75个扇区是无法完全读入的（磁头无法读全4号扇区，所以直接放弃），所以磁头直接读下一个扇区（开始读5号扇区）
• 以此类推，当读完一个扇区后过3个扇区就能开始读下一个扇区，所以磁头最短读扇区顺序是：
  1→5→9→4→8→3→7→2→6
  然后把A，B，C，D，E，F，G，H，I九个逻辑记录放入对应的位置
  1(A)→5(B)→9(C )→4(D)→8(E)→3(F)→7(G)→2(H)→6(I)
  
• 总共花费时间：8 x ( 9/10 x 4) + 2.5 + 9/10ms = 39.1666ms = 39.2ms

资料参考

• 《计算机操作系统教程》（第四版 编著：左万利 王英）
• 文档之家：操作系统及参考答案