如何在磁盘调度算法中找到平均寻道时间？

Question

搜索时间：将读/写头从其当前位置移至所需轨道所需的时间。

我正在寻找磁盘调度算法中使用的平均寻道时间公式。

Answer 1

  

如何在磁盘调度算法中找到平均寻道时间？   我正在寻找磁盘调度算法中使用的平均寻道时间公式。

第一步是确定设备本身的地理位置。这是困难的。现代硬盘不能由旧的“圆柱，磁头，扇区”三元组定义，不同磁道的每个磁道的扇区数是不同的（外磁道的圆周越大，扇区越多，内磁道的圆周越小）较小的文件），并且您可以从驱动器上获得的所有信息（从设备本身，或者从任何固件或OS API）都可以使传统软件满意。

要解决此问题，您需要诉诸“基准化策略”。具体来说，先从LBA扇区0中读取，然后从LBA扇区1中读取，并测量所花费的时间（以建立“两个扇区处于同一磁道时所用的时间”假设），然后从LBA扇区0中读取，然后从LBA扇区N中读取（ （N从2开始并增加），同时测量所需的时间并将其与以前的值进行比较，并寻找更大的花费时间，以表明您已经找到了“磁道0”和“磁道1”之间的边界。然后重复此步骤（从“磁道1”中的第一个扇区开始）以找到“磁道1”和“磁道2”之间的边界；并继续重复此步骤以构建“每条轨道上有多少个扇区”的数组。请注意，这不是那么简单-需要考虑各种陷阱（例如，物理扇区大于逻辑扇区，在磁道上交错的扇区，坏块替换，磁盘驱动器内置的内部缓存等）。当然，这将非常耗时（例如，您不想在每次操作系统启动时都为每个磁盘执行此操作），因此您将需要获取硬盘的标识（制造商和型号）并存储自动在某处检测到几何，因此如果先前已存储该磁盘模型的几何，则可以跳过自动检测。

下一步是将有关真实几何图形（而不是假几何图形）的信息与更多“基准测试策略”结合使用以确定性能特征。理想情况下，您将尝试为像expected_time = sector_read_time + rotational_latency + distance_between_tracks * head_travel_time + head_settle_time这样的公式查找常量，可以这样完成：

测量从第一磁道的第一扇区然后从第一磁道的扇区N读取的时间；对于N的每个值（对于第一个磁道中的每个扇区），找到它所需要的最短时间，将其除以2，然后将其称为sector_read_time。 测量从第一磁道的第一扇区然后从第一磁道的扇区N读取的时间；对于N的每个值（对于第一磁道中的每个扇区），找到它所花费的最长时间，将其除以第一磁道中的扇区数，然后将其称为rotational_latency。
• 测量从磁道N中的第一个扇区读取，然后从磁道N + 1中的第一个扇区读取的时间，N的范围为0到“ max_track-1”，并确定平均值，并将其称为time0
• 测量从磁道N中的第一个扇区读取，然后从磁道N + 2中的第一个扇区读取的时间，N的范围为0到“ max_track-1”，并确定平均值，并将其称为time1
• 假设head_travel_time = time1 - time0
• 假设head_settle_time = time0 - head_travel_time - sector_read_time

请注意，这也有很多陷阱（与以前相同），并且（如果您解决这些问题），最好的希望是通用估计（而不是准确的预测变量）。

当然，这也将非常耗时，并且，如果将自动检测到的几何图形存储在某个地方，最好将自动检测到的性能特征存储在同一位置；因此，如果先前已存储该磁盘型号的所有信息，则可以跳过所有自动检测。

请注意，以上所有内容均假设“没有缓存且没有混合/闪存层的独立旋转盘式硬盘”，并且在许多情况下将完全无用。对于其他一些情况（SSD，CD / DVD），您需要使用不同的技术来自动检测其几何形状和/或特性。然后是RAID和虚拟化之类的事情，这会使事情更加复杂。

主要是； 在实践中麻烦太多。

相反；只需假设cost = abs(previous_LBA_sector_number - next_LBA_sector_number)和/或让硬盘本身挑选出最佳顺序即可（例如，使用本机命令队列-参见https://en.wikipedia.org/wiki/Native_Command_Queuing）。