磁碟的演算法

Ⅰ 磁碟調度演算法有哪幾種

磁碟調度在多道程序設計的計算機系統中，各個進程可能會不斷提出不同的對磁碟進行讀/寫操作的請求。由於有時候這些進程的發送請求的速度比磁碟響應的還要快，因此我們有必要為每個磁碟設備建立一個等待隊列，常用的磁碟調度演算法有以下四種：[1]
先來先服務演算法（FCFS），
最短尋道時間優先演算法（SSTF），
掃描演算法（SCAN），
循環掃描演算法（CSCAN）

Ⅱ 計算機的硬碟容量計算公式

計算機硬碟容量大小=磁頭數×柱面數×扇區數×每扇區位元組數

(2*2*10000*1000*512)/(1024*1024*1024) =20GB。

但是硬碟實際容量總小於規格量，

計算機內部使用二進制運算，且2的10次方等於1024，很接近1000，為方便起見，在和計算機有關的數值上，往往使用1024來代替上面的1000，即：1k=10241M=1024k1G=1024M

但是硬碟廠家往往採用更簡便的演算法，即：1GB＝1000MB, 1MB=1000KB，這樣的話，硬碟的標識80G的實際容量只有80×1000×1000×1000/1024/1024/1024=74.51G左右，也就是76300M左右。

(2)磁碟的演算法擴展閱讀：

單位

在PC發展的過程中，我們所需要的存儲空間越來越多，硬碟也在發生著巨大的變化，硬碟的容量也是越來越大。

硬碟的容量通常以MB（兆）和GB（千兆）為單位的，早期的硬碟容量低下，大多以MB（兆）為單位，1956年9月IBM公司製造的世界上第一台磁碟存儲系統只有區區的5MB，而隨著硬碟技術飛速的發展，數百GB容量的硬碟也已進入到普通家庭用戶的手中。

常見的硬碟的容量有8GB、16GB、32GB、40GB、60GB、64GB、80GB、100GB、120GB、160GB、200GB、240GB、250GB、300GB、320GB、400GB、480GB、500GB、512GB。

640GB、750GB、800GB、880GB、960GB、1TB、1.5TB、2TB、3TB、4TB、5TB、6TB、8TB、10TB、12TB等。硬碟技術還在繼續向前發展，更大容量的硬碟還將不斷推出。

Ⅲ 硬碟分區的整數演算法

這是網上流傳的「硬碟分區整數最精確演算法」二種說法：

【第一種】硬碟整數分區計算方法我們一般是這樣算的：分區大小＝（分區大小-1）×4＋1024×分區大小。
比如： 40GB＝（40-1）×4＋1024×40＝41116MB

按照這樣的計算方法:
5G=5136MB
10G=10276MB
15G=15416MB
20G=20556MB
30G=30836MB
40G=41116MB

【第二種】
30G以內，輸入上面的數據，如10G你輸入10276，在Windows資源管理器裡面顯示的剛好10.00GB，而在管理工具-磁碟管理界面顯示就是10.04GB，如果是40G你輸入41116，那麼在Windows資源管理器裡面顯示的剛好40.01GB。
因此上面的計算公式還不是很准確。 最精確硬碟分區的演算法我認為應該是這樣的:

硬碟一般有255磁頭，63扇區，故每柱面大小為：
512byte x 255 x 63＝8225280bytes ＝7.84423828125 MB
如果要分40GB,那麼要40x1024MB=40960MB
需要柱面數為40960÷7.84423828125=5221.66
取整數既為5222個柱面
應分M數為5222x7.84423828125=40962.6123046875MB
不管小數點後面幾位都進1，也就是40963MB，windows就認為是40GB了。
這個方法NTFS和FAT32通用。

下面附1GB到200GB精確計算結果：
1G : 1028M
2G : 2056M
3G : 3075M
4G : 4103M
5G : 5123M
6G : 6150M
7G : 7170M
8G : 8198M
9G : 9217M
10G : 10245M
15G : 15367M
20G : 20482M
25G : 25604M
30G : 30726M
35G : 35841M
40G : 40963M
45G : 46085M
50G : 51208M
55G : 56322M
60G : 61444M
65G : 66567M
70G : 71681M
75G : 76803M
80G : 81926M
85G : 87048M
90G : 92162M
95G : 97285M
100G : 102407M
110G : 112644M
120G : 122888M
130G : 133125M
140G : 143362M
150G : 153606M
160G : 163843M
170G : 174088M
180G : 184324M
190G : 194561M
200G : 204806M

此精確分區結果，在管理工具-磁碟管理界面，和Windows資源管理器裡面顯示的是整數，10G就是10.00GB，20G就是20.00GB，40G就是40.00GB

Ⅳ 磁碟調度演算法的簡介

一次磁碟讀寫操作的時間由尋找（尋道）時間、延遲時間和傳輸時間決定：
1) 尋找時間Ts：活動頭磁碟在讀寫信息前，將磁頭移動到指定磁軌所需要的時間。這個時間除跨越n條磁軌的時間外，還包括啟動磁臂的時間s，即：Ts = m * n + s。式中，m是與磁碟驅動器速度有關的常數，約為0.2ms，磁臂的啟動時間約為2ms。
2)延遲時間Tr：磁頭定位到某一磁軌的扇區（塊號）所需要的時間，設磁碟的旋轉速度為r，則：Tr = 1 / (2 * r)。對於硬碟，典型的旋轉速度為5400r/m，相當於一周11.1ms，則Tr為5.55ms;對於軟盤，其旋轉速度在300~600r/m之間，則Tr為50~100ms。
3) 傳輸時間Tt：從磁碟讀出或向磁碟寫入數據所經歷的時間，這個時間取決於每次所讀/寫的位元組數b和磁碟的旋轉速度：Tt = b / (r * N)。式中，r為磁碟每秒鍾的轉數；N為一個磁軌上的位元組數。
在磁碟存取時間的計算中，尋道時間與磁碟調度演算法相關，下面將會介紹分析幾種演算法，而延遲時間和傳輸時間都與磁碟旋轉速度相關，且為線性相關，所以在硬體上，轉速是磁碟性能的一個非常重要的參數。
總平均存取時間Ta可以表示為：Ta = Ts + Tr + Tt。
雖然這里給出了總平均存取時間的公式，但是這個平均值是沒有太大實際意義的，因為在實際的磁碟I/O操作中，存取時間與磁碟調度演算法密切相關。調度演算法直接決定尋找時間，從而決定了總的存取時間。

Ⅳ 硬碟容量計算方法

硬碟的容量是以MB（兆）和GB（千兆）為單位的，早期的硬碟容量低下，大多以MB（兆）為單位，1956年9月IBM公司製造的世界上第一台磁碟存儲系統只有區區的5MB，而現今硬碟技術飛速的發展數百GB容量的硬碟也以進入到家庭用戶的手中。硬碟的容量有40GB、60GB、80GB、100GB、120GB、160GB、200GB，硬碟技術還在繼續向前發展，更大容量的硬碟還將不斷推出。

在購買硬碟之後，細心的人會發現，在操作系統當中硬碟的容量與官方標稱的容量不符，都要少於標稱容量，容量越大則這個差異越大。標稱40GB的硬碟，在操作系統中顯示只有38GB；80GB的硬碟只有75GB；而120GB的硬碟則只有114GB。這並不是廠商或經銷商以次充好欺騙消費者，而是硬碟廠商對容量的計算方法和操作系統的計算方法有不同而造成的，不同的單位轉換關系造成的。

眾所周知，在計算機中是採用二進制，這樣造成在操作系統中對容量的計算是以每1024為一進制的，每1024位元組為1KB，每1024KB為1MB，每1024MB為1GB；而硬碟廠商在計算容量方面是以每1000為一進制的，每1000位元組為1KB，每1000KB為1MB，每1000MB為1GB，這二者進制上的差異造成了硬碟容量「縮水」。

以120GB的硬碟為例：
廠商容量計算方法：120GB＝120,000MB＝120，000，000KB＝120，000，000，000位元組
換算成操作系統計算方法：120，000，000，000位元組/1024＝117,187,500KB/1024＝114，440.91796875MB＝114GB。

同時在操作系統中，硬碟還必須分區和格式化，這樣系統還會在硬碟上佔用一些空間，提供給系統文件使用，所以在操作系統中顯示的硬碟容量和標稱容量會存在差異

Ⅵ 磁碟調度演算法的常用磁碟調度演算法

FCFS演算法根據進程請求訪問磁碟的先後順序進行調度，這是一種最簡單的調度演算法。該演算法的優點是具有公平性。如果只有少量進程需要訪問，且大部分請求都是訪問簇聚的文件扇區，則有望達到較好的性能；但如果有大量進程競爭使用磁碟，那麼這種演算法在性能上往往接近於隨機調度。所以，實際磁碟調度中考慮一些更為復雜的調度演算法。
1、演算法思想：按訪問請求到達的先後次序服務。
2、優點：簡單，公平。
3、缺點：效率不高，相鄰兩次請求可能會造成最內到最外的柱面尋道，使磁頭反復移動，增加了服務時間，對機械也不利。
4、例子：
假設磁碟訪問序列：98，183，37，122，14，124，65，67。讀寫頭起始位置：53。求：磁頭服務序列和磁頭移動總距離（道數）。
由題意和先來先服務演算法的思想，得到下圖所示的磁頭移動軌跡。由此：
磁頭服務序列為：98，183，37，122，14，124，65，67
磁頭移動總距離=（98-53）+（183-98）+|37-183|+（122-37）+|14-122|+（124-14）+|65-124|+（67-65）=640（磁軌） SSTF演算法選擇調度處理的磁軌是與當前磁頭所在磁軌距離最近的磁軌，以使每次的尋找時間最短。當然，總是選擇最小尋找時間並不能保證平均尋找時間最小，但是能提供比FCFS演算法更好的性能。這種演算法會產生「飢餓」現象。
1、演算法思想：優先選擇距當前磁頭最近的訪問請求進行服務，主要考慮尋道優先。
2、優點：改善了磁碟平均服務時間。
3、缺點：造成某些訪問請求長期等待得不到服務。
4、例子：對上例的磁碟訪問序列，可得磁頭移動的軌跡如下圖。 SCAN演算法在磁頭當前移動方向上選擇與當前磁頭所在磁軌距離最近的請求作為下一次服務的對象。由於磁頭移動規律與電梯運行相似，故又稱為電梯調度演算法。SCAN演算法對最近掃描過的區域不公平，因此，它在訪問局部性方面不如FCFS演算法和SSTF演算法好。
演算法思想：當設備無訪問請求時，磁頭不動；當有訪問請求時，磁頭按一個方向移動，在移 動過程中對遇到的訪問請求進行服務，然後判斷該方向上是否還有訪問請求，如果有則繼續掃描；否則改變移動方向，並為經過的訪問請求服務，如此反復。如下圖所示：
掃描演算法（電梯演算法）的磁頭移動軌跡
2、優點：克服了最短尋道優先的缺點，既考慮了距離，同時又考慮了方向。 在掃描演算法的基礎上規定磁頭單向移動來提供服務，回返時直接快速移動至起始端而不服務任何請求。由於SCAN演算法偏向於處理那些接近最里或最外的磁軌的訪問請求，所以使用改進型的C-SCAN演算法來避免這個問題。
釆用SCAN演算法和C-SCAN演算法時磁頭總是嚴格地遵循從盤面的一端到另一端，顯然，在實際使用時還可以改進，即磁頭移動只需要到達最遠端的一個請求即可返回，不需要到達磁碟端點。這種形式的SCAN演算法和C-SCAN演算法稱為LOOK和C-LOOK調度。這是因為它們在朝一個給定方向移動前會查看是否有請求。注意，若無特別說明，也可以默認SCAN演算法和C-SCAN演算法為LOOK和C-LOOK調度。

Ⅶ 磁碟碎片整理的演算法有哪些

操作系統能夠維持最佳可靠性和最佳性能非常重要。Windows 操作系統通過稱為「磁碟碎片整理程序」的內置系統工具來實現這一點。磁碟碎片整理程序通過 Microsoft Corporation 和 Executive Software International 之間的相互協作開發而成。繼續看下去可了解有關磁碟碎片和碎片整理，及磁碟碎片整理程序如何支持維護磁碟效率方面的更多信息。

碎片類型

碎片是由於創建和刪除文件及文件夾、安裝新軟體、從 Internet 下載文件所致。計算機不必在硬碟的一個空間中保存整個文件和文件夾，它們保存在首先可用的空間中。在大部分硬碟空間使用後，多數後續的文件和文件夾將在整個卷中保存為幾段。(在此論述中，術語磁碟和卷經常互換使用。) 當刪除文件或文件夾後，隨後空出的空間被新儲存的文件隨機填充。這就是碎片產生的過程。卷的碎片越多，計算機文件的輸入和輸出性能就會越低。磁碟碎片主要有兩種類型： 文件碎片和可用空間碎片。

文件碎片

文件的所有部分儲存在磁碟的一個位置中稱為「連續」。如果一個文件不是連續的，則被分散到磁碟各處形成多塊碎片。所有 Windows 文件類型(文件分配表 (FAT) 和 NTFS 文件系統 (NTFS))都容易產生碎片。

產生文件碎片後，由於磁頭在讀取分散的文件部分時需要花費更多的時間在磁碟不同點來回移 動，從而降低了磁碟的性能。這是系統性能逐漸降低的主要原因—也是讀取和重新開機時間延長的特定原因。

可用空間碎片

一個局部充滿的磁碟包含有未使用的空間，即我們所說的可用空間。理想情況下，此空間應為硬碟上的一些連續可用部分。我們有可用空間是件好事，但是若被分割成碎片就不怎麼樣了。可用空間碎片指文件空間被分為多段，而沒有連接在一起。對此碎片類型，由於磁頭要在硬碟上不同的點進行移 動來查找可用空間，然後寫入文件，從而降低了硬碟性能。產生碎片的可用空間在文件大於要寫入的硬碟空間時，還會增加文件破碎(形成文件碎片)的可能性。

分析碎片整理

碎片整理是將非連續文件重新寫到硬碟連續扇區的過程，其結果可以增加數據存取和檢索的速度。由於 FAT 和 NTFS 磁碟可能隨著時間的流逝而退化並產生更多的碎片，因此進行碎片整理來優化系統性能非常重要。

碎片分析研究

系統是如何形成碎片的？ 1999 年 6 月，加利福尼亞 Irvine 的 American Business Research Corporation 對碎片進行了分析，發現在 100 個未使用碎片整理程序的企業辦公室中，有 50% 的被調查者，其伺服器文件具有 2,000 到 10,000 塊碎片—另有 33% 的被調查者，其文件被分割成 10,333 到 95,000 塊。各種情況的結果相似： 伺服器和工作站的性能明顯降低。

好管家

即便是新的計算機系統也會發生因載入操作系統而形成文件和可用空間碎片的情況。可以通過在新機器上載入操作系統，然後運行磁碟碎片整理程序的分析功能來對此進行測試(如下所述)。

對於個人用戶，應在載入操作系統之後即運行磁碟碎片整理程序，然後定期進行人工檢查。根據正在進行的工作類型，確定碎片整理的時間—切記計算機的一般及日常使用會產生碎片。應考慮在壓縮及解壓文件和安裝操作系統及應用程序之後進行碎片整理。通常，對中度和繁重的使用情況，可每星期進行一次碎片整理，斷斷續續的使用可減少整理頻率。

在確定是否要進行磁碟碎片整理之前，可用磁碟碎片整理程序對磁碟進行分析。磁碟分析之後，會顯示一對話框提示您卷中碎片文件和文件夾的比例並建議您採取一系列行動。定期分析卷並在「磁碟碎片整理程序」建議進行碎片整理時實施操作。

對於所有基於 Windows 的伺服器和工作站應定期進行磁碟分析和碎片整理，以確保磁碟以最佳狀態運行。

Windows 磁碟碎片整理程序

磁碟碎片整理是一個壓縮的手動系統工具，它支持 FAT 16、FAT 32 和 NTFS(支持壓縮和加密文件)。其中包括一個分析程序，用來說明磁碟碎片的程度。「分析顯示」說明碎片整理之前的磁碟狀況，而「碎片整理顯示」表明磁碟整理後的情況。對於個人用戶，「磁碟碎片整理程序」完全可以滿足維護高水平磁碟性能作業的需要。

使用「磁碟碎片整理程序」

「磁碟碎片整理程序」簡單易用的界面提供了兩個磁碟管理選項： 分析和碎片整理

分析和碎片整理

「分析」是一個診斷工具，用來檢查所選磁碟的狀況，並顯示是否需要進行磁碟碎片整理。下例中在使用了「分析」工具後，顯示不必對卷 (C:) 進行碎片整理。如果需要對磁碟進行碎片整理，消息框就會顯示相應信息，僅需按 "Defragment" 按鈕，碎片整理過程就會自動開始。

無論是對卷進行分析還是碎片整理，「磁碟碎片整理程序」每次僅能在一個卷上運行，每個卷都要通過單擊進行手動選擇。選擇好卷和要執行的操作後，該界面顯示一說明磁碟當前碎片狀態的圖形。

運行「磁碟碎片整理程序」

以下步驟詳細說明了使用「磁碟碎片整理程序」的過程：

1、單擊「開始」，指向「附件」，「系統工具」並單擊「磁碟碎片整理程序」。
2、選擇要檢查碎片的卷。
3、單擊「分析」並等待消息框顯示是否需要進行碎片整理。
4、如果需要進行碎片整理，單擊「碎片整理」。
注意 盡管在「磁碟碎片整理程序」對卷進行碎片整理時，可以執行其它任務，但不建議您這樣做。這是因為碎片整理過程有可能降低整個系統的響應時間。建議您在計算機完成當天的使用後，運行「磁碟碎片整理程序」。
5、當碎片整理過程完成後，選擇下一個要進行碎片整理的卷(如果有其它卷的話)，直至所有卷碎片整理及合並完畢。

了解顏色代碼顯示圖

「磁碟碎片整理」使用顏色代碼系統來顯示卷中不同文件類型和可用空間的組織情況。碎片文件編為紅色，連續文件為藍色，系統文件(包括 MFT 和頁面文件)為綠色，可用空間為白色。顯示圖上每個顏色塊的大小代表每個文件元素在卷中佔有空間的多少及其相對位置。

了解顏色代碼圖所代表的磁碟的「大概」狀況非常重要。實際上，每個象素行(72 個象素＝ 1英吋)通常代表數千個簇，其中有一些可能混合包含有碎片文件、連續文件、可用空間和系統文件。考慮到這一點，演算法根據組成磁碟扇區(由各個象素行表示)的主要特定文件元素確定要顯示為什麼顏色。另外，由於為近似表示，「磁碟碎片整理程序」顯示出略有偏差的磁碟狀況。

例如，如果所顯示的象素行代表 1000 個簇，其中的 51% 為連續，49% 為可用空間，則「磁碟碎片整理程序」將此段顯示為表示連續的藍色。結果隱藏了可用空間，並使顯示圖上的可用空間總數似乎遠小於 Windows 資源管理器所報告的實際數量。但是，磁碟碎片整理成功後，顏色顯示將表示出更為准確的磁碟狀況，所代表的可用空間數也更為准確。

碎片整理需要磁碟上有足夠的空間

如果要進行碎片整理的磁碟中碎片已經非常嚴重，則該磁碟上可能沒有足夠的空間來運行碎片整理過程。這是因為在原有簇標記為可用之前，要在碎片整理後的新位置對碎片整理過的文件進行完整備份。

磁碟碎片整理之後，「磁碟碎片整理程序」可能仍會報告： "It is recommended that you defragment this disk."(建議您對該磁碟進行碎片整理。) 這表示磁碟上的可用空間太少，無法有效執行碎片整理程序。此時，應進行如下操作：

.從磁碟中臨時刪除一些大型文件。
.刪除不再需要的文件。

計算所需的可用空間

如上所述，在描述主文件表的扇區中，磁碟的 1/8 分配給 MFT 區域。雖然該區域被標為可用空間，但僅被 Windows 保留為 MFT 專用。當進行碎片整理時，「磁碟碎片整理程序」無法將文件移至 MFT 區域以利用該空間。因此當計算碎片整理的可用空間總數時，必須從 Windows 資源管理器所報告的可用空間中減去 12%。建議使 NTFS 格式磁碟保留有 30% 的可用空間，以確保有足夠空間用於有效的碎片整理。

總結

文件碎片可能對操作系統的速度和性能造成負面影響。為了保持使用 Windows時的最佳性能，應定期對磁碟狀況進行分析(對於中度和繁重使用的情況最好每周一次，斷續使用情況可以減少頻率)並按需要進行碎片整理。

「磁碟碎片整理程序」主要用於單機和具有管理員許可權的用戶， 而不用於網路碎片整理。需要網路控制、自動計劃、和對多個分區以及 MFT 和分頁文件同時進行碎片整理功能的管理員，應考慮升級為可在網路執行的第三方碎片整理程序。

Ⅷ 硬碟分區的整數演算法有哪些

硬碟分區的整數演算法對於FAT32格式：
應分配MB數=(分區GB數－1)×4+1024×分區GB數
也就是說，如果你要在FAT32格式的硬碟上分出一個10 GB的硬碟，那麼：
你應該分配的MB數=(10-1)×4+1024×10=10276 MB
這樣你就可以得到整數的10 GB分區了。
對於NTFS格式：
硬碟一般有255磁頭，63扇區，故每柱面大小為：
512byte x 255 x 63＝8225280bytes ＝7.84423828125 MB
如果要分10 GB,那麼要10x1024 MB=10240 MB
需要柱面數為10240÷7.84423828125=1305.416744475568004979769685652
取整數既為1306個柱面
應分MB數為1306x7.84423828125=10244.5751953125 MB
不管小數點後面幾位都進1，也就是10245 MB，系統也就認為是10.00 GB了。
分區大小（GB）FAT32（MB）NTFS（MB）

Ⅸ 磁碟總存儲容量演算法

內層磁軌周長為2πR=2×3.14×11=69.08(cm)

每道信息量=400位/cm×69.08cm=27632位=3454B

每面信息量=3454B×220=759880B

盤組總容量=759880B×10=7598800B
磁碟數據傳輸率Dr=rN,
N為每條磁軌容量，
N=3454B,r為磁碟轉速，
r=2400轉/60秒=40轉/秒
Dr=rN=40×3454B=13816B/s

Ⅹ 目前常用的磁碟調度演算法有哪幾種每種演算法優先考慮的問題是什麼

(1)先來先服務(FCFS，First-Come First-Served)
此演算法根據進程請求訪問磁碟的先後次序進行調度。
(2)最短尋道時間優先(SSTF ，ShortestSeekTimeFirst)
該演算法選擇這樣的進程，其要求訪問的磁軌與當前磁頭所在的磁軌距離最近，以使每次的尋道時間最短，但這種調度演算法卻不能保證平均尋道時間最短。
(3)掃描(SCAN)演算法
SCAN演算法不僅考慮到欲訪問的磁軌與當前磁軌的距離，更優先考慮的是磁頭的當前移動方向。
(4)循環掃描(CSCAN)演算法
CSCAN演算法規定磁頭單向移動，避免了掃描演算法導致的某些進程磁碟請求的嚴重延遲。
(5) N-Step-SCAN和FSCAN調度演算法
1) N-Step-SCAN演算法。為克服前述SSTF、SCAN、CSCAN等調度演算法都可能出現的磁臂停留在某處不動的情況即磁臂粘著現象，將磁碟請求隊列分成若干個長度為N的子隊列，按先來先服務演算法依次處理這些子隊列，而各隊列分別以掃描演算法進行處理。
2) FSCAN演算法
FSCAN演算法實質上是N步SCAN演算法的簡化。它只將磁碟請求訪問隊列分成兩個子隊列。一是當前所有請求磁碟I/O的進程形成的隊列，由磁碟調度按SCAN演算法進行處理。另一個隊列則是在 掃描期間，新出現的所有請求磁碟I/O進程的隊列，放入另一等待處理的請求隊列。這樣，所有的新請求都將被推遲到下一次掃描時處理。