Ποια είναι η αποτελεσματικότητα του αλγορίθμου σάρωσης C για προγραμματισμό δίσκου;

Η αποτελεσματικότητα του αλγόριθμου προγραμματισμού δίσκων C-Scan (κυκλική σάρωση) θεωρείται γενικά μέτρια έως καλή , πέφτοντας κάπου μεταξύ σάρωσης και FCFs όσον αφορά την απόδοση. Έχει σχεδιαστεί για να αντιμετωπίσει τα ζητήματα δικαιοσύνης που είναι εγγενή στον αλγόριθμο σάρωσης, ενώ παράλληλα παρέχει αξιοπρεπή απόδοση.

Ακολουθεί μια κατανομή της αποτελεσματικότητάς του και των παραγόντων που την επηρεάζουν:

Βασικά χαρακτηριστικά και αντίκτυπο στην απόδοση:

* Σκουπίδα μονής κατεύθυνσης: Όπως και η σάρωση, η C-σάρωση μετακινεί την κεφαλή του δίσκου προς μία κατεύθυνση (π.χ. από την εσωτερική διαδρομή μέχρι το εξωτερικό). Ωστόσο, σε αντίθεση με τη σάρωση, όταν φτάνει στο τέλος του δίσκου (εξώταξη της διαδρομής), αμέσως * πηδάει * πίσω στην αρχή * του δίσκου (εσωτερική διαδρομή) * χωρίς * την εξυπηρέτηση οποιωνδήποτε αιτημάτων στο ταξίδι επιστροφής. Στη συνέχεια συνεχίζει τις αιτήσεις εξυπηρέτησης προς την κατεύθυνση προς τα εμπρός.

* Faerness: Αυτό το άλμα πίσω στην αρχή είναι κρίσιμο για τη δικαιοσύνη. Στον αλγόριθμο σάρωσης, οι αιτήσεις κοντά στο τέλος της κατεύθυνσης σάρωσης εξυπηρετούνται πιο γρήγορα, οδηγώντας σε μεγαλύτερους χρόνους αναμονής για αιτήματα στο άλλο άκρο. Το C-Scan μειώνει αυτή την ανισότητα, επειδή όλα τα αιτήματα αναμονής είναι αποτελεσματικά "περιμένουν στην ίδια πλευρά" μόλις επαναφερθεί το κεφάλι.

* Μειωμένη διακύμανση σε χρόνους αναμονής: Το C-Scan τείνει να παρέχει πιο ομοιόμορφους χρόνους αναμονής σε σύγκριση με τη σάρωση. Αυτή η προβλεψιμότητα μπορεί να είναι επωφελής σε συστήματα σε πραγματικό χρόνο ή εφαρμογές ευαίσθητες στις παραλλαγές του χρόνου απόκρισης.

* Διακίνηση: Η απόδοση της C-Scan είναι γενικά χαμηλότερη από τη σάρωση λόγω του χρόνου που ξοδεύεται πίσω στην αρχή. Ωστόσο, ο βαθμός * στον οποίο επηρεάζεται η απόδοση εξαρτάται από το φόρτο εργασίας και τα χαρακτηριστικά του δίσκου.

Παράγοντες που επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα:

* Μέγεθος δίσκου: Όσο μεγαλύτερος είναι ο δίσκος (περισσότεροι κυλίνδρους), όσο περισσότερο χρόνο δαπανάται από το άλμα πίσω στην αρχή, ενδεχομένως μειώνοντας την απόδοση. Ωστόσο, με μεγαλύτερο δίσκο, οι βελτιώσεις της δικαιοσύνης καθίστανται πιο σημαντικές.

* Διανομή φόρτου εργασίας/αίτημα:

* Ομοιόμορφη κατανομή: Το C-Scan αποδίδει καλά όταν τα αιτήματα διανέμονται σχετικά ομοιόμορφα σε ολόκληρο τον δίσκο.

* Συσταθείσα αιτήματα: Εάν τα αιτήματα είναι έντονα συγκεντρωμένα σε μια περιοχή του δίσκου, η απόδοση του C-Scan θα επηρεαστεί επειδή το κεφάλι πρέπει ακόμα να κάνει πλήρη σάρωση, ακόμη και αν δεν υπάρχουν αιτήματα σε ορισμένες περιοχές. Αυτή είναι μια κοινή αδυναμία που μοιράζεται με τη σάρωση.

* Υψηλό ποσοστό αιτήσεων: Σε πολύ υψηλά ποσοστά αιτήσεων, οι βελτιώσεις της δικαιοσύνης της C-Scan μπορεί να είναι πιο αξιοσημείωτες σε σύγκριση με τη σάρωση, καθώς οι χρόνοι αναμονής είναι σταθερά πιο ισορροπημένοι.

* Χρόνος κίνησης κεφαλής (χρόνος αναζήτησης): Η αποτελεσματικότητα εξαρτάται επίσης από τα μηχανικά χαρακτηριστικά της μονάδας δίσκου. Οι ταχύτεροι χρόνοι αναζήτησης κάνουν το άλμα πίσω στην αρχή λιγότερο επιζήμια στη συνολική απόδοση.

σύγκριση με άλλους αλγόριθμους:

* FCFS (πρώτης φοίτησης, πρώτης εξυπηρέτησης): Το C-Scan είναι σχεδόν πάντα πιο αποτελεσματικό από τα FCFs επειδή ελαχιστοποιεί την κίνηση της κεφαλής με την εξυπηρέτηση των αιτημάτων σε μια ταξινομημένη σειρά (σε σχέση με τη θέση του κεφαλιού). Τα FCFs μπορούν να οδηγήσουν σε κινήσεις άγριων κεφαλών και σε μακρούς χρόνους αναζήτησης.

* SSTF (συντομότερος χρόνος αναζήτησης πρώτα): Το SSTF έχει γενικά καλύτερη απόδοση από την C-Scan. Ωστόσο, το SSTF υποφέρει από *λιμοκτονία *, όπου τα αιτήματα μακριά από την τρέχουσα θέση κεφαλής δεν μπορεί ποτέ να εξυπηρετηθεί. Το C-Scan αποφεύγει την λιμοκτονία.

* Σάρωση (αλγόριθμος ανελκυστήρα): Η C-Scan θυσιάζει κάποια απόδοση σε σύγκριση με τη σάρωση για να βελτιώσει τη δικαιοσύνη και να μειώσει τη διακύμανση των χρόνων αναμονής. Στο φόρτο εργασίας όπου η δικαιοσύνη είναι μια σημαντική ανησυχία, η C-Scan είναι προτιμότερη.

* Κοιτάξτε και C-look: Αυτές είναι βελτιστοποιήσεις της σάρωσης και της σάρωσης C, αντίστοιχα. Κοιτάξτε μόνο πηγαίνει μέχρι το πιο απομακρυσμένο αίτημα προς κάθε κατεύθυνση, αποφεύγοντας περιττές σαρώσεις στο φυσικό άκρο του δίσκου. Το C-look είναι η κυκλική έκδοση του Look. Το C-look είναι γενικά ελαφρώς καλύτερη από την C-Scan επειδή βελτιστοποιεί την απόσταση σάρωσης.

Συνοπτικά:

Η αποτελεσματικότητα της C-Scan είναι μέτρια έως καλή , εξισορρόπηση της διακίνησης με δικαιοσύνη. Είναι συνήθως πολύ καλύτερο από τα FCFs και αποφεύγει τα προβλήματα λιμοκτονίας του SSTF. Θυσιάζει κάποια απόδοση σε σύγκριση με τη σάρωση για να επιτύχει καλύτερη δικαιοσύνη. Η βέλτιστη επιλογή του αλγόριθμου προγραμματισμού δίσκου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τα συγκεκριμένα χαρακτηριστικά φόρτου εργασίας και τις προτεραιότητες του συστήματος (διακίνηση έναντι δίκαιης έναντι χρόνου απόκρισης). Σε πολλές περιπτώσεις, οι πρακτικές διαφορές στις επιδόσεις μεταξύ των καλά εφαρμοσμένων αλγορίθμων δεν είναι τόσο δραματικές όσο η θεωρητική ανάλυση μπορεί να υποδηλώνει.

Εξετάστε αυτούς τους παράγοντες κατά την αξιολόγηση της καταλληλότητας της C-Scan:

* Απαιτήσεις δικαιοσύνης: Είναι κρίσιμο ότι όλα τα αιτήματα έχουν μια λογική πιθανότητα να εξυπηρετηθούν γρήγορα;

* Διανομή φόρτου εργασίας: Τα αιτήματα είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα ή συγκεντρωμένα;

* Χαρακτηριστικά δίσκου: Ποια είναι τα χαρακτηριστικά του χρόνου αναζήτησης και της περιστροφής του δίσκου;

Τελικά, η συγκριτική αξιολόγηση με έναν αντιπροσωπευτικό φόρτο εργασίας είναι ο καλύτερος τρόπος για να προσδιοριστεί ο πιο αποτελεσματικός αλγόριθμος προγραμματισμού δίσκων για μια συγκεκριμένη εφαρμογή.