磁盘的算法

Ⅰ 磁盘调度算法有哪几种

磁盘调度在多道程序设计的计算机系统中，各个进程可能会不断提出不同的对磁盘进行读/写操作的请求。由于有时候这些进程的发送请求的速度比磁盘响应的还要快，因此我们有必要为每个磁盘设备建立一个等待队列，常用的磁盘调度算法有以下四种：[1]
先来先服务算法（FCFS），
最短寻道时间优先算法（SSTF），
扫描算法（SCAN），
循环扫描算法（CSCAN）

Ⅱ 计算机的硬盘容量计算公式

计算机硬盘容量大小=磁头数×柱面数×扇区数×每扇区字节数

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

但是硬盘实际容量总小于规格量，

计算机内部使用二进制运算，且2的10次方等于1024，很接近1000，为方便起见，在和计算机有关的数值上，往往使用1024来代替上面的1000，即：1k=10241M=1024k1G=1024M

但是硬盘厂家往往采用更简便的算法，即：1GB＝1000MB, 1MB=1000KB，这样的话，硬盘的标识80G的实际容量只有80×1000×1000×1000/1024/1024/1024=74.51G左右，也就是76300M左右。

(2)磁盘的算法扩展阅读：

单位

在PC发展的过程中，我们所需要的存储空间越来越多，硬盘也在发生着巨大的变化，硬盘的容量也是越来越大。

硬盘的容量通常以MB（兆）和GB（千兆）为单位的，早期的硬盘容量低下，大多以MB（兆）为单位，1956年9月IBM公司制造的世界上第一台磁盘存储系统只有区区的5MB，而随着硬盘技术飞速的发展，数百GB容量的硬盘也已进入到普通家庭用户的手中。

常见的硬盘的容量有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。硬盘技术还在继续向前发展，更大容量的硬盘还将不断推出。

Ⅲ 硬盘分区的整数算法

这是网上流传的“硬盘分区整数最精确算法”二种说法：

【第一种】硬盘整数分区计算方法我们一般是这样算的：分区大小＝（分区大小-1）×4＋1024×分区大小。
比如： 40GB＝（40-1）×4＋1024×40＝41116MB

按照这样的计算方法:
5G=5136MB
10G=10276MB
15G=15416MB
20G=20556MB
30G=30836MB
40G=41116MB

【第二种】
30G以内，输入上面的数据，如10G你输入10276，在Windows资源管理器里面显示的刚好10.00GB，而在管理工具-磁盘管理界面显示就是10.04GB，如果是40G你输入41116，那么在Windows资源管理器里面显示的刚好40.01GB。
因此上面的计算公式还不是很准确。 最精确硬盘分区的算法我认为应该是这样的:

硬盘一般有255磁头，63扇区，故每柱面大小为：
512byte x 255 x 63＝8225280bytes ＝7.84423828125 MB
如果要分40GB,那么要40x1024MB=40960MB
需要柱面数为40960÷7.84423828125=5221.66
取整数既为5222个柱面
应分M数为5222x7.84423828125=40962.6123046875MB
不管小数点后面几位都进1，也就是40963MB，windows就认为是40GB了。
这个方法NTFS和FAT32通用。

下面附1GB到200GB精确计算结果：
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

此精确分区结果，在管理工具-磁盘管理界面，和Windows资源管理器里面显示的是整数，10G就是10.00GB，20G就是20.00GB，40G就是40.00GB

Ⅳ 磁盘调度算法的简介

一次磁盘读写操作的时间由寻找（寻道）时间、延迟时间和传输时间决定：
1) 寻找时间Ts：活动头磁盘在读写信息前，将磁头移动到指定磁道所需要的时间。这个时间除跨越n条磁道的时间外，还包括启动磁臂的时间s，即：Ts = m * n + s。式中，m是与磁盘驱动器速度有关的常数，约为0.2ms，磁臂的启动时间约为2ms。
2)延迟时间Tr：磁头定位到某一磁道的扇区（块号）所需要的时间，设磁盘的旋转速度为r，则：Tr = 1 / (2 * r)。对于硬盘，典型的旋转速度为5400r/m，相当于一周11.1ms，则Tr为5.55ms;对于软盘，其旋转速度在300~600r/m之间，则Tr为50~100ms。
3) 传输时间Tt：从磁盘读出或向磁盘写入数据所经历的时间，这个时间取决于每次所读/写的字节数b和磁盘的旋转速度：Tt = b / (r * N)。式中，r为磁盘每秒钟的转数；N为一个磁道上的字节数。
在磁盘存取时间的计算中，寻道时间与磁盘调度算法相关，下面将会介绍分析几种算法，而延迟时间和传输时间都与磁盘旋转速度相关，且为线性相关，所以在硬件上，转速是磁盘性能的一个非常重要的参数。
总平均存取时间Ta可以表示为：Ta = Ts + Tr + Tt。
虽然这里给出了总平均存取时间的公式，但是这个平均值是没有太大实际意义的，因为在实际的磁盘I/O操作中，存取时间与磁盘调度算法密切相关。调度算法直接决定寻找时间，从而决定了总的存取时间。

Ⅳ 硬盘容量计算方法

硬盘的容量是以MB（兆）和GB（千兆）为单位的，早期的硬盘容量低下，大多以MB（兆）为单位，1956年9月IBM公司制造的世界上第一台磁盘存储系统只有区区的5MB，而现今硬盘技术飞速的发展数百GB容量的硬盘也以进入到家庭用户的手中。硬盘的容量有40GB、60GB、80GB、100GB、120GB、160GB、200GB，硬盘技术还在继续向前发展，更大容量的硬盘还将不断推出。

在购买硬盘之后，细心的人会发现，在操作系统当中硬盘的容量与官方标称的容量不符，都要少于标称容量，容量越大则这个差异越大。标称40GB的硬盘，在操作系统中显示只有38GB；80GB的硬盘只有75GB；而120GB的硬盘则只有114GB。这并不是厂商或经销商以次充好欺骗消费者，而是硬盘厂商对容量的计算方法和操作系统的计算方法有不同而造成的，不同的单位转换关系造成的。

众所周知，在计算机中是采用二进制，这样造成在操作系统中对容量的计算是以每1024为一进制的，每1024字节为1KB，每1024KB为1MB，每1024MB为1GB；而硬盘厂商在计算容量方面是以每1000为一进制的，每1000字节为1KB，每1000KB为1MB，每1000MB为1GB，这二者进制上的差异造成了硬盘容量“缩水”。

以120GB的硬盘为例：
厂商容量计算方法：120GB＝120,000MB＝120，000，000KB＝120，000，000，000字节
换算成操作系统计算方法：120，000，000，000字节/1024＝117,187,500KB/1024＝114，440.91796875MB＝114GB。

同时在操作系统中，硬盘还必须分区和格式化，这样系统还会在硬盘上占用一些空间，提供给系统文件使用，所以在操作系统中显示的硬盘容量和标称容量会存在差异

Ⅵ 磁盘调度算法的常用磁盘调度算法

FCFS算法根据进程请求访问磁盘的先后顺序进行调度，这是一种最简单的调度算法。该算法的优点是具有公平性。如果只有少量进程需要访问，且大部分请求都是访问簇聚的文件扇区，则有望达到较好的性能；但如果有大量进程竞争使用磁盘，那么这种算法在性能上往往接近于随机调度。所以，实际磁盘调度中考虑一些更为复杂的调度算法。
1、算法思想：按访问请求到达的先后次序服务。
2、优点：简单，公平。
3、缺点：效率不高，相邻两次请求可能会造成最内到最外的柱面寻道，使磁头反复移动，增加了服务时间，对机械也不利。
4、例子：
假设磁盘访问序列：98，183，37，122，14，124，65，67。读写头起始位置：53。求：磁头服务序列和磁头移动总距离（道数）。
由题意和先来先服务算法的思想，得到下图所示的磁头移动轨迹。由此：
磁头服务序列为：98，183，37，122，14，124，65，67
磁头移动总距离=（98-53）+（183-98）+|37-183|+（122-37）+|14-122|+（124-14）+|65-124|+（67-65）=640（磁道） SSTF算法选择调度处理的磁道是与当前磁头所在磁道距离最近的磁道，以使每次的寻找时间最短。当然，总是选择最小寻找时间并不能保证平均寻找时间最小，但是能提供比FCFS算法更好的性能。这种算法会产生“饥饿”现象。
1、算法思想：优先选择距当前磁头最近的访问请求进行服务，主要考虑寻道优先。
2、优点：改善了磁盘平均服务时间。
3、缺点：造成某些访问请求长期等待得不到服务。
4、例子：对上例的磁盘访问序列，可得磁头移动的轨迹如下图。 SCAN算法在磁头当前移动方向上选择与当前磁头所在磁道距离最近的请求作为下一次服务的对象。由于磁头移动规律与电梯运行相似，故又称为电梯调度算法。SCAN算法对最近扫描过的区域不公平，因此，它在访问局部性方面不如FCFS算法和SSTF算法好。
算法思想：当设备无访问请求时，磁头不动；当有访问请求时，磁头按一个方向移动，在移 动过程中对遇到的访问请求进行服务，然后判断该方向上是否还有访问请求，如果有则继续扫描；否则改变移动方向，并为经过的访问请求服务，如此反复。如下图所示：
扫描算法（电梯算法）的磁头移动轨迹
2、优点：克服了最短寻道优先的缺点，既考虑了距离，同时又考虑了方向。 在扫描算法的基础上规定磁头单向移动来提供服务，回返时直接快速移动至起始端而不服务任何请求。由于SCAN算法偏向于处理那些接近最里或最外的磁道的访问请求，所以使用改进型的C-SCAN算法来避免这个问题。
釆用SCAN算法和C-SCAN算法时磁头总是严格地遵循从盘面的一端到另一端，显然，在实际使用时还可以改进，即磁头移动只需要到达最远端的一个请求即可返回，不需要到达磁盘端点。这种形式的SCAN算法和C-SCAN算法称为LOOK和C-LOOK调度。这是因为它们在朝一个给定方向移动前会查看是否有请求。注意，若无特别说明，也可以默认SCAN算法和C-SCAN算法为LOOK和C-LOOK调度。

Ⅶ 磁盘碎片整理的算法有哪些

操作系统能够维持最佳可靠性和最佳性能非常重要。Windows 操作系统通过称为“磁盘碎片整理程序”的内置系统工具来实现这一点。磁盘碎片整理程序通过 Microsoft Corporation 和 Executive Software International 之间的相互协作开发而成。继续看下去可了解有关磁盘碎片和碎片整理，及磁盘碎片整理程序如何支持维护磁盘效率方面的更多信息。

碎片类型

碎片是由于创建和删除文件及文件夹、安装新软件、从 Internet 下载文件所致。计算机不必在硬盘的一个空间中保存整个文件和文件夹，它们保存在首先可用的空间中。在大部分硬盘空间使用后，多数后续的文件和文件夹将在整个卷中保存为几段。(在此论述中，术语磁盘和卷经常互换使用。) 当删除文件或文件夹后，随后空出的空间被新储存的文件随机填充。这就是碎片产生的过程。卷的碎片越多，计算机文件的输入和输出性能就会越低。磁盘碎片主要有两种类型： 文件碎片和可用空间碎片。

文件碎片

文件的所有部分储存在磁盘的一个位置中称为“连续”。如果一个文件不是连续的，则被分散到磁盘各处形成多块碎片。所有 Windows 文件类型(文件分配表 (FAT) 和 NTFS 文件系统 (NTFS))都容易产生碎片。

产生文件碎片后，由于磁头在读取分散的文件部分时需要花费更多的时间在磁盘不同点来回移 动，从而降低了磁盘的性能。这是系统性能逐渐降低的主要原因—也是读取和重新开机时间延长的特定原因。

可用空间碎片

一个局部充满的磁盘包含有未使用的空间，即我们所说的可用空间。理想情况下，此空间应为硬盘上的一些连续可用部分。我们有可用空间是件好事，但是若被分割成碎片就不怎么样了。可用空间碎片指文件空间被分为多段，而没有连接在一起。对此碎片类型，由于磁头要在硬盘上不同的点进行移 动来查找可用空间，然后写入文件，从而降低了硬盘性能。产生碎片的可用空间在文件大于要写入的硬盘空间时，还会增加文件破碎(形成文件碎片)的可能性。

分析碎片整理

碎片整理是将非连续文件重新写到硬盘连续扇区的过程，其结果可以增加数据存取和检索的速度。由于 FAT 和 NTFS 磁盘可能随着时间的流逝而退化并产生更多的碎片，因此进行碎片整理来优化系统性能非常重要。

碎片分析研究

系统是如何形成碎片的？ 1999 年 6 月，加利福尼亚 Irvine 的 American Business Research Corporation 对碎片进行了分析，发现在 100 个未使用碎片整理程序的企业办公室中，有 50% 的被调查者，其服务器文件具有 2,000 到 10,000 块碎片—另有 33% 的被调查者，其文件被分割成 10,333 到 95,000 块。各种情况的结果相似： 服务器和工作站的性能明显降低。

好管家

即便是新的计算机系统也会发生因加载操作系统而形成文件和可用空间碎片的情况。可以通过在新机器上加载操作系统，然后运行磁盘碎片整理程序的分析功能来对此进行测试(如下所述)。

对于个人用户，应在加载操作系统之后即运行磁盘碎片整理程序，然后定期进行人工检查。根据正在进行的工作类型，确定碎片整理的时间—切记计算机的一般及日常使用会产生碎片。应考虑在压缩及解压文件和安装操作系统及应用程序之后进行碎片整理。通常，对中度和繁重的使用情况，可每星期进行一次碎片整理，断断续续的使用可减少整理频率。

在确定是否要进行磁盘碎片整理之前，可用磁盘碎片整理程序对磁盘进行分析。磁盘分析之后，会显示一对话框提示您卷中碎片文件和文件夹的比例并建议您采取一系列行动。定期分析卷并在“磁盘碎片整理程序”建议进行碎片整理时实施操作。

对于所有基于 Windows 的服务器和工作站应定期进行磁盘分析和碎片整理，以确保磁盘以最佳状态运行。

Windows 磁盘碎片整理程序

磁盘碎片整理是一个压缩的手动系统工具，它支持 FAT 16、FAT 32 和 NTFS(支持压缩和加密文件)。其中包括一个分析程序，用来说明磁盘碎片的程度。“分析显示”说明碎片整理之前的磁盘状况，而“碎片整理显示”表明磁盘整理后的情况。对于个人用户，“磁盘碎片整理程序”完全可以满足维护高水平磁盘性能作业的需要。

使用“磁盘碎片整理程序”

“磁盘碎片整理程序”简单易用的界面提供了两个磁盘管理选项： 分析和碎片整理

分析和碎片整理

“分析”是一个诊断工具，用来检查所选磁盘的状况，并显示是否需要进行磁盘碎片整理。下例中在使用了“分析”工具后，显示不必对卷 (C:) 进行碎片整理。如果需要对磁盘进行碎片整理，消息框就会显示相应信息，仅需按 "Defragment" 按钮，碎片整理过程就会自动开始。

无论是对卷进行分析还是碎片整理，“磁盘碎片整理程序”每次仅能在一个卷上运行，每个卷都要通过单击进行手动选择。选择好卷和要执行的操作后，该界面显示一说明磁盘当前碎片状态的图形。

运行“磁盘碎片整理程序”

以下步骤详细说明了使用“磁盘碎片整理程序”的过程：

1、单击“开始”，指向“附件”，“系统工具”并单击“磁盘碎片整理程序”。
2、选择要检查碎片的卷。
3、单击“分析”并等待消息框显示是否需要进行碎片整理。
4、如果需要进行碎片整理，单击“碎片整理”。
注意 尽管在“磁盘碎片整理程序”对卷进行碎片整理时，可以执行其它任务，但不建议您这样做。这是因为碎片整理过程有可能降低整个系统的响应时间。建议您在计算机完成当天的使用后，运行“磁盘碎片整理程序”。
5、当碎片整理过程完成后，选择下一个要进行碎片整理的卷(如果有其它卷的话)，直至所有卷碎片整理及合并完毕。

了解颜色代码显示图

“磁盘碎片整理”使用颜色代码系统来显示卷中不同文件类型和可用空间的组织情况。碎片文件编为红色，连续文件为蓝色，系统文件(包括 MFT 和页面文件)为绿色，可用空间为白色。显示图上每个颜色块的大小代表每个文件元素在卷中占有空间的多少及其相对位置。

了解颜色代码图所代表的磁盘的“大概”状况非常重要。实际上，每个象素行(72 个象素＝ 1英吋)通常代表数千个簇，其中有一些可能混合包含有碎片文件、连续文件、可用空间和系统文件。考虑到这一点，算法根据组成磁盘扇区(由各个象素行表示)的主要特定文件元素确定要显示为什么颜色。另外，由于为近似表示，“磁盘碎片整理程序”显示出略有偏差的磁盘状况。

例如，如果所显示的象素行代表 1000 个簇，其中的 51% 为连续，49% 为可用空间，则“磁盘碎片整理程序”将此段显示为表示连续的蓝色。结果隐藏了可用空间，并使显示图上的可用空间总数似乎远小于 Windows 资源管理器所报告的实际数量。但是，磁盘碎片整理成功后，颜色显示将表示出更为准确的磁盘状况，所代表的可用空间数也更为准确。

碎片整理需要磁盘上有足够的空间

如果要进行碎片整理的磁盘中碎片已经非常严重，则该磁盘上可能没有足够的空间来运行碎片整理过程。这是因为在原有簇标记为可用之前，要在碎片整理后的新位置对碎片整理过的文件进行完整备份。

磁盘碎片整理之后，“磁盘碎片整理程序”可能仍会报告： "It is recommended that you defragment this disk."(建议您对该磁盘进行碎片整理。) 这表示磁盘上的可用空间太少，无法有效执行碎片整理程序。此时，应进行如下操作：

.从磁盘中临时删除一些大型文件。
.删除不再需要的文件。

计算所需的可用空间

如上所述，在描述主文件表的扇区中，磁盘的 1/8 分配给 MFT 区域。虽然该区域被标为可用空间，但仅被 Windows 保留为 MFT 专用。当进行碎片整理时，“磁盘碎片整理程序”无法将文件移至 MFT 区域以利用该空间。因此当计算碎片整理的可用空间总数时，必须从 Windows 资源管理器所报告的可用空间中减去 12%。建议使 NTFS 格式磁盘保留有 30% 的可用空间，以确保有足够空间用于有效的碎片整理。

总结

文件碎片可能对操作系统的速度和性能造成负面影响。为了保持使用 Windows时的最佳性能，应定期对磁盘状况进行分析(对于中度和繁重使用的情况最好每周一次，断续使用情况可以减少频率)并按需要进行碎片整理。

“磁盘碎片整理程序”主要用于单机和具有管理员权限的用户， 而不用于网络碎片整理。需要网络控制、自动计划、和对多个分区以及 MFT 和分页文件同时进行碎片整理功能的管理员，应考虑升级为可在网络执行的第三方碎片整理程序。

Ⅷ 硬盘分区的整数算法有哪些

硬盘分区的整数算法对于FAT32格式：
应分配MB数=(分区GB数－1)×4+1024×分区GB数
也就是说，如果你要在FAT32格式的硬盘上分出一个10 GB的硬盘，那么：
你应该分配的MB数=(10-1)×4+1024×10=10276 MB
这样你就可以得到整数的10 GB分区了。
对于NTFS格式：
硬盘一般有255磁头，63扇区，故每柱面大小为：
512byte x 255 x 63＝8225280bytes ＝7.84423828125 MB
如果要分10 GB,那么要10x1024 MB=10240 MB
需要柱面数为10240÷7.84423828125=1305.416744475568004979769685652
取整数既为1306个柱面
应分MB数为1306x7.84423828125=10244.5751953125 MB
不管小数点后面几位都进1，也就是10245 MB，系统也就认为是10.00 GB了。
分区大小（GB）FAT32（MB）NTFS（MB）

Ⅸ 磁盘总存储容量算法

内层磁道周长为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

盘组总容量=759880B×10=7598800B
磁盘数据传输率Dr=rN,
N为每条磁道容量，
N=3454B,r为磁盘转速，
r=2400转/60秒=40转/秒
Dr=rN=40×3454B=13816B/s

Ⅹ 目前常用的磁盘调度算法有哪几种每种算法优先考虑的问题是什么

(1)先来先服务(FCFS，First-Come First-Served)
此算法根据进程请求访问磁盘的先后次序进行调度。
(2)最短寻道时间优先(SSTF ，ShortestSeekTimeFirst)
该算法选择这样的进程，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，但这种调度算法却不能保证平均寻道时间最短。
(3)扫描(SCAN)算法
SCAN算法不仅考虑到欲访问的磁道与当前磁道的距离，更优先考虑的是磁头的当前移动方向。
(4)循环扫描(CSCAN)算法
CSCAN算法规定磁头单向移动，避免了扫描算法导致的某些进程磁盘请求的严重延迟。
(5) N-Step-SCAN和FSCAN调度算法
1) N-Step-SCAN算法。为克服前述SSTF、SCAN、CSCAN等调度算法都可能出现的磁臂停留在某处不动的情况即磁臂粘着现象，将磁盘请求队列分成若干个长度为N的子队列，按先来先服务算法依次处理这些子队列，而各队列分别以扫描算法进行处理。
2) FSCAN算法
FSCAN算法实质上是N步SCAN算法的简化。它只将磁盘请求访问队列分成两个子队列。一是当前所有请求磁盘I/O的进程形成的队列，由磁盘调度按SCAN算法进行处理。另一个队列则是在 扫描期间，新出现的所有请求磁盘I/O进程的队列，放入另一等待处理的请求队列。这样，所有的新请求都将被推迟到下一次扫描时处理。