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摘要: 磁盘管理是一项使用计算机时的常规任务,Windows 2003 Server的磁盘管理任务是以一组磁盘管理应用程序的形式提供给用户的,它们位于“计算机管理”控制台中,包括查错程序、磁盘碎片整理程序、磁盘整理程序等。
关键词: 调度算法;RAID;配置和管理
中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1671-7597(2010)0510140-01
1 磁盘调度算法
1.1 先来先服务(FCFS)
这是一种简单的磁盘调度算法。它根据进程请求访问磁盘的先后次序进行调度。此算法的优点是公平、简单,且每个进程的请求都能依次得到处理,不会出现某一进程的请求长期得不到满足的情况。但此算法由于未对寻道进行优化,致使平均寻道时间可能较长。有9个进程先后提出磁盘I/O请求时,按FCFS算法进行调度的情况。这里,将进程号(请求者)按其发出请求的先后次序排列。这样,平均寻道距离为55.3条磁道。与后面要讲的几种调度算法相比,其平均寻道距离较大。故FCFS算法仅适用于请求磁盘I/O的进程数目较少的场合。
1.2 最短寻道时间优先(SSTF)
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。按SSTF算法进行调度时,各进程被调度的次序,每次磁头的移动距离,以及9次磁头移动的平均距离。可以看出,SSTF算法的平均每次磁头移动距离,明显低于FCFS的距离。SSTF较之FCFS有更好的寻道性能,故过去一度被广泛采用过。
1.3 各种扫描算法
1)扫描(SCAN)算法。SSTF算法虽然获得较好的寻道性能,但它可能导致某些进程发生“饥饿”(starvation)。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。
2)循环扫描(CSCAN)算法。处理该进程的请求,致使该进程的请求被严重地推迟。为了减少这种延迟,CSCAN算法规定磁头单向移动。例如,只自里向外移动,当磁头移到最外的被访问磁道时,磁头立即返回到最里的欲访磁道,即将最小磁道号紧接着最大磁道号构成循环,进行扫描。
2 廉价冗余磁盘阵列RAID
磁盘系统中比较引人注目的是廉价冗余磁盘阵列(RAID)的发展,这是将并行处理原理引入磁盘系统。它采用低成本的小温盘,使多台磁盘构成磁盘阵列,数据展开存储在多台磁盘上,提高数据传输的带宽,并利用冗余技术提高可靠性。磁盘阵列还具有容量大,数据传输率高,功耗低,体积小,成本低和便于维护等优点。1987年美国加州大学伯克利分校的D.A.Patterson等人,首先提出了廉价冗余磁盘阵列的概念,并将RAID分为6级:
RAID-0。该级仅提供了并行交叉存取。它虽然有效提高了磁盘I/O速度,但并无冗余校验功能,致使磁盘系统的可靠性不好。只要阵列中有一个磁盘损坏,便会造成不可弥补的数据丢失。
RAID-1。它是镜像磁盘冗余阵列,将每一数据块重复存入镜像磁盘,以改善磁盘机的可靠性。镜像盘也称拷贝盘,它相当于一个不断进行备份操作的磁盘。这种磁盘的冗余度为100%,使有效容量下降了一半,成本较高。镜像盘是磁盘阵列的简单形式。
RAID-2。它是采用海明码纠错冗余的磁盘阵列,将数据位交叉写入几个磁盘中,并利用几个磁盘驱动器进行按位的出错检查,它比镜像磁盘冗余阵列的冗余度小。这种阵列中的数据读写操作涉及阵列中的每一个磁盘,这影响小文件的传输率,因此它适合于大量顺序数据访问。
RAID-3。它是采用奇偶校验冗余的磁盘阵列,也采用数据位交叉,阵列中只有一个校验盘。将数据按位交叉写到几个磁盘上,用一个校验盘检查数据错误。各磁盘同步运转,阵列中的驱动器数量可扩展。这种阵列冗余度较小,因为采用数据位交叉,所以也适合大量顺序数据访问。
RAID-4。它是一种独立传送磁盘阵列,采用数据块交叉,用一个校验盘。将数据按块交叉存储在多个磁盘上。在数据不冲突时,多个磁盘可并行进行数据读操作。这种磁盘阵列适用于小块数据读写,它的小块数据传输速度比RAID-3快。
RAID-5。它也是一种独立传送磁盘阵列,采用数据块交叉和分布的冗余校验,将数据和校验都分布在各个磁盘中,没有专门的奇偶校验驱动器。奇偶校验码被分布存放在阵列中各驱动器中,磁盘冗余度低,使并行读写操作成为可能。这种方法也适用于小块数据的读写。但对控制器的要求较高,是最难实现的一种磁盘阵列。
3 磁盘管理的应用
3.1 打开“磁盘管理”
在Windows中,进行盘符更换必须用到“磁盘管理”这个功能:
单击“开始→控制面板→管理工具→计算机管理”,这个时候就会弹出一个的“计算机管理”窗口。选中左边窗格的“磁盘管理”并单击,在右边窗格中就看到这台电脑所有磁盘情况。
3.2 改变硬盘盘符
这里我们选中硬盘G,右击之后在弹出菜单中选择“更改驱动器名称和路径”。在弹出的对话框中单击“更改”按钮,弹出“更改驱动器号和路径”对话框,点选“指派以下驱动器”,再单击右面的下拉按钮,选择一个空闲盘符,如K。到此为止,我们就给硬盘G成功更改了盘符。
3.3 改变光驱盘符
接下来的工作是将光驱盘符D更改为G,方法类似对硬盘的操作。右击光驱盘符D,在弹出的右键菜单中选择“更改驱动器名称和路径→更改→选择新的驱动器号”,在下拉菜单选择G盘符,单击确定按钮。接着如法炮制,将硬盘K按照相同方法再更改为D,重新启动计算机。
到此为止,我们成功将光驱和硬盘盘符进行了互换。
4 结论
磁盘存储器不仅容量大,存取速度快,而且可以实现随机存取,是实现虚拟存储器所必需的硬件。因此在现代计算机系统中,都配置了磁盘存储器,并以它为主,存放文件。通过磁盘存储管理可以实现:
1)为文件分配必要的存储空间;
2)提高磁盘存储空间的利用率;
3)提高对磁盘的I/O速度,以改善文件系统的性能;
4)采取必要的冗余措施,来确保文件系统的可靠性。
参考文献:
[1]刘晓辉,Windows Server 2003组网教程(搭建篇),清华大学出版社,2006,5(3).
[2]王隆杰、梁广民、杨名川,Windows Server 2003网络管理实训教程,清华大学出版社,2006,3.
关键词: 调度算法;RAID;配置和管理
中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1671-7597(2010)0510140-01
1 磁盘调度算法
1.1 先来先服务(FCFS)
这是一种简单的磁盘调度算法。它根据进程请求访问磁盘的先后次序进行调度。此算法的优点是公平、简单,且每个进程的请求都能依次得到处理,不会出现某一进程的请求长期得不到满足的情况。但此算法由于未对寻道进行优化,致使平均寻道时间可能较长。有9个进程先后提出磁盘I/O请求时,按FCFS算法进行调度的情况。这里,将进程号(请求者)按其发出请求的先后次序排列。这样,平均寻道距离为55.3条磁道。与后面要讲的几种调度算法相比,其平均寻道距离较大。故FCFS算法仅适用于请求磁盘I/O的进程数目较少的场合。
1.2 最短寻道时间优先(SSTF)
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。按SSTF算法进行调度时,各进程被调度的次序,每次磁头的移动距离,以及9次磁头移动的平均距离。可以看出,SSTF算法的平均每次磁头移动距离,明显低于FCFS的距离。SSTF较之FCFS有更好的寻道性能,故过去一度被广泛采用过。
1.3 各种扫描算法
1)扫描(SCAN)算法。SSTF算法虽然获得较好的寻道性能,但它可能导致某些进程发生“饥饿”(starvation)。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。
2)循环扫描(CSCAN)算法。处理该进程的请求,致使该进程的请求被严重地推迟。为了减少这种延迟,CSCAN算法规定磁头单向移动。例如,只自里向外移动,当磁头移到最外的被访问磁道时,磁头立即返回到最里的欲访磁道,即将最小磁道号紧接着最大磁道号构成循环,进行扫描。
2 廉价冗余磁盘阵列RAID
磁盘系统中比较引人注目的是廉价冗余磁盘阵列(RAID)的发展,这是将并行处理原理引入磁盘系统。它采用低成本的小温盘,使多台磁盘构成磁盘阵列,数据展开存储在多台磁盘上,提高数据传输的带宽,并利用冗余技术提高可靠性。磁盘阵列还具有容量大,数据传输率高,功耗低,体积小,成本低和便于维护等优点。1987年美国加州大学伯克利分校的D.A.Patterson等人,首先提出了廉价冗余磁盘阵列的概念,并将RAID分为6级:
RAID-0。该级仅提供了并行交叉存取。它虽然有效提高了磁盘I/O速度,但并无冗余校验功能,致使磁盘系统的可靠性不好。只要阵列中有一个磁盘损坏,便会造成不可弥补的数据丢失。
RAID-1。它是镜像磁盘冗余阵列,将每一数据块重复存入镜像磁盘,以改善磁盘机的可靠性。镜像盘也称拷贝盘,它相当于一个不断进行备份操作的磁盘。这种磁盘的冗余度为100%,使有效容量下降了一半,成本较高。镜像盘是磁盘阵列的简单形式。
RAID-2。它是采用海明码纠错冗余的磁盘阵列,将数据位交叉写入几个磁盘中,并利用几个磁盘驱动器进行按位的出错检查,它比镜像磁盘冗余阵列的冗余度小。这种阵列中的数据读写操作涉及阵列中的每一个磁盘,这影响小文件的传输率,因此它适合于大量顺序数据访问。
RAID-3。它是采用奇偶校验冗余的磁盘阵列,也采用数据位交叉,阵列中只有一个校验盘。将数据按位交叉写到几个磁盘上,用一个校验盘检查数据错误。各磁盘同步运转,阵列中的驱动器数量可扩展。这种阵列冗余度较小,因为采用数据位交叉,所以也适合大量顺序数据访问。
RAID-4。它是一种独立传送磁盘阵列,采用数据块交叉,用一个校验盘。将数据按块交叉存储在多个磁盘上。在数据不冲突时,多个磁盘可并行进行数据读操作。这种磁盘阵列适用于小块数据读写,它的小块数据传输速度比RAID-3快。
RAID-5。它也是一种独立传送磁盘阵列,采用数据块交叉和分布的冗余校验,将数据和校验都分布在各个磁盘中,没有专门的奇偶校验驱动器。奇偶校验码被分布存放在阵列中各驱动器中,磁盘冗余度低,使并行读写操作成为可能。这种方法也适用于小块数据的读写。但对控制器的要求较高,是最难实现的一种磁盘阵列。
3 磁盘管理的应用
3.1 打开“磁盘管理”
在Windows中,进行盘符更换必须用到“磁盘管理”这个功能:
单击“开始→控制面板→管理工具→计算机管理”,这个时候就会弹出一个的“计算机管理”窗口。选中左边窗格的“磁盘管理”并单击,在右边窗格中就看到这台电脑所有磁盘情况。
3.2 改变硬盘盘符
这里我们选中硬盘G,右击之后在弹出菜单中选择“更改驱动器名称和路径”。在弹出的对话框中单击“更改”按钮,弹出“更改驱动器号和路径”对话框,点选“指派以下驱动器”,再单击右面的下拉按钮,选择一个空闲盘符,如K。到此为止,我们就给硬盘G成功更改了盘符。
3.3 改变光驱盘符
接下来的工作是将光驱盘符D更改为G,方法类似对硬盘的操作。右击光驱盘符D,在弹出的右键菜单中选择“更改驱动器名称和路径→更改→选择新的驱动器号”,在下拉菜单选择G盘符,单击确定按钮。接着如法炮制,将硬盘K按照相同方法再更改为D,重新启动计算机。
到此为止,我们成功将光驱和硬盘盘符进行了互换。
4 结论
磁盘存储器不仅容量大,存取速度快,而且可以实现随机存取,是实现虚拟存储器所必需的硬件。因此在现代计算机系统中,都配置了磁盘存储器,并以它为主,存放文件。通过磁盘存储管理可以实现:
1)为文件分配必要的存储空间;
2)提高磁盘存储空间的利用率;
3)提高对磁盘的I/O速度,以改善文件系统的性能;
4)采取必要的冗余措施,来确保文件系统的可靠性。
参考文献:
[1]刘晓辉,Windows Server 2003组网教程(搭建篇),清华大学出版社,2006,5(3).
[2]王隆杰、梁广民、杨名川,Windows Server 2003网络管理实训教程,清华大学出版社,2006,3.