معرفی
برنامه ریزی و مدیریت دیسک اجزای ضروری سیستم عامل یک کامپیوتر است که سازماندهی و دسترسی به داده ها را بر روی دیسک مدیریت می کند. الگوریتمهای زمانبندی دیسک ترتیب حرکت هد خواندن/نوشتن دیسک برای دسترسی به دادهها را تعیین میکنند که بر کارایی و سرعت دسترسی به دادهها تأثیر میگذارد. برخی از الگوریتمهای زمانبندی دیسک متداول عبارتند از First-Come-First-Serve، Shortest Seek Time First، و SCAN. از سوی دیگر، مدیریت دیسک شامل وظایفی مانند پارتیشن بندی دیسک، قالب بندی و ایجاد سیستم فایل است. این تضمین می کند که دیسک به درستی مورد استفاده قرار می گیرد، برای عملکرد بهینه می شود، و برای جلوگیری از از دست دادن داده ها یا خرابی نگهداری می شود. برنامه ریزی و مدیریت کارآمد دیسک برای اطمینان از عملکرد روان و موثر یک سیستم کامپیوتری بسیار مهم است.
انواع الگوریتم های زمان بندی دیسک
-
First-Come, First-Served (FCFS) – الگوریتم FCFS ساده ترین الگوریتم زمان بندی دیسک است که در آن درخواست ها به ترتیبی که می رسند پردازش می شوند. این یک الگوریتم غیر پیشگیرانه است که فاصله بین درخواست فعلی و درخواست بعدی را در نظر نمی گیرد.
-
Shortest Seek Time First (SSTF) – الگوریتم SSTF درخواست را با کمترین زمان جستجو پردازش می کند، یعنی درخواستی که به کمترین میزان حرکت توسط هد دیسک نیاز دارد. این الگوریتم می تواند حرکت سر را به حداقل برساند، اما ممکن است منجر به گرسنگی برخی از درخواست ها شود.
-
SCAN – الگوریتم SCAN درخواست ها را در یک جهت خاص پردازش می کند، یا از داخلی ترین مسیر به بیرونی ترین مسیر یا بالعکس. پس از رسیدن به انتهای دیسک، هد جهت را معکوس می کند و درخواست ها را در جهت مخالف پردازش می کند. این الگوریتم تعادلی بین تعداد درخواست های پردازش شده و زمان انتظار هر درخواست فراهم می کند.
-
C-SCAN – الگوریتم C-SCAN مشابه الگوریتم SCAN است، اما هد فقط در یک جهت حرکت می کند و درخواست ها را فقط در آن جهت پردازش می کند. هنگامی که به انتهای دیسک می رسد، بلافاصله به ابتدای دیسک باز می گردد و دوباره شروع به پردازش درخواست ها می کند. این الگوریتم می تواند احتمال گرسنگی را از بین ببرد.
-
LOOK – الگوریتم LOOK مشابه الگوریتم SCAN است، اما هد زمانی که به آخرین درخواست در جهت فعلی برسد، جهت خود را معکوس می کند. این الگوریتم می تواند زمان انتظار برای درخواست هایی که نزدیک به موقعیت فعلی هد هستند را کاهش دهد.
-
C-LOOK – الگوریتم C-LOOK مشابه الگوریتم C-SCAN است، اما هد زمانی که به آخرین درخواست در جهت فعلی برسد، جهت را برعکس می کند. این الگوریتم می تواند زمان انتظار درخواست هایی را که نزدیک به موقعیت فعلی هد هستند کاهش دهد و احتمال گرسنگی را از بین ببرد.
معیارهای ارزیابی برای الگوریتم های زمان بندی دیسک
-
Throughput – Throughput تعداد عملیات ورودی/خروجی است که می توان در واحد زمان پردازش کرد. یک الگوریتم زمانبندی دیسک با توان عملیاتی بالا میتواند درخواستهای بیشتری را در زمان کوتاهتری پردازش کند و در نتیجه عملکرد سیستم را بالاتر میبرد.