设备管理-操作系统讲解：SSTF算法与磁盘调度

"最短寻道时间优先SSTF算法是一种磁盘驱动调度策略，旨在减少磁头移动距离以缩短寻道时间，从而提高磁盘操作的效率。然而，尽管SSTF算法能够减少平均等待时间，但并不保证最小化平均寻道时间，并可能导致某些进程因长时间得不到服务而‘饿死’。设备管理是操作系统的重要组成部分，涉及I/O控制方式、设备分配、设备处理程序、磁盘驱动调度和缓冲技术等多个方面。计算机系统的设备包括物理输入输出设备、控制部件以及虚拟设备，它们可以被分类为系统设备和用户设备，以及独占设备、共享设备和虚拟设备。系统设备是操作系统启动时已注册的标准设备，如键盘和磁盘，而用户设备则需要额外安装。独占设备在一段时间内只能由一个作业使用，如行式打印机；共享设备如磁盘可以被多个作业同时访问，但实际上是交替使用；虚拟设备通过技术手段将独占设备转化为可共享的资源，提高了设备利用率。" 在8章设备管理中，我们深入学习了设备管理的基础知识，包括设备的分类、管理功能以及软件组织。其中，设备管理的基本功能包括设备的分配、回收、故障处理和性能优化。I/O系统软件组织涉及到设备驱动程序、中断处理和设备独立性软件。I/O控制方式包括程序控制、中断控制、DMA（直接内存访问）和通道技术，每种方式都有其适用场景和优缺点。 SSTF算法在磁盘驱动调度中的应用，是为了解决磁盘臂的移动问题，尽可能选择离当前磁头位置最近的请求进行服务，以达到最小寻道时间。然而，由于SSTF算法可能会连续服务同一方向的请求，导致较远位置的请求被延迟，长时间得不到服务，这种情况称为“磁臂粘着”或“磁盘颠簸”，可能导致某些进程饿死。相比之下，先来先服务（FCFS）算法虽然简单，但平均寻道时间可能较长，且不会出现饿死现象。 缓冲技术是设备管理中的另一关键要素，它通过在内存中设置缓冲区来临时存储输入输出数据，减少了CPU与I/O设备间的速度不匹配，提高了系统整体性能。通过缓存策略，如单缓冲、双缓冲或多缓冲，可以进一步优化数据传输过程。 设备管理是操作系统中不可或缺的一部分，它通过有效的策略和机制，确保了各种设备的高效、公平和可靠使用，满足了不同类型的用户需求。SSTF算法虽然在某些方面表现出色，但也需要权衡其可能带来的问题。理解设备管理的各个方面对于优化系统性能至关重要。