然后发现，操作系统的知识点考察还是比较多的，大厂就是大厂就爱问基础知识。其中，关于操作系统的「调度算法」考察也算比较频繁。
旋转延时 是 硬盘的 盘面 持续保持匀速旋转 实现的 , 这是 硬盘 本身的硬件特性 , 该延时没有规律 ;
先来先服务算法指的是按照作业/进程到达的先后顺序进行服务的，主要从“公平”的角度考虑。用于作业调度时，考虑的是哪个作业先到达后备队列；用于进程调度时，考虑的是哪个进程先到达就绪队列，是非抢占式算法，不会导致饥饿（某进程/作业长时间得不到服务）
磁盘调度算法 磁盘调度算法比较常见的有以下四种： 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） ---- 先来先服务算法（FCFS，First Come First Served） 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地得到处理，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。 初始位置 100 磁道编号 移动距离 55 45 58
平均寻道长度是磁盘调度算法的性能指标之一，用于评估磁头在访问磁盘上的数据时的平均移动距离。
介绍：又称为高级调度或长程调度，调度对象是作业。根据作业控制块（JCB）中的信息，审查系统能否满足用户作业的资源需求，以及按照一定的算法，从外存的后备队列中选取某些作业调入内存，并为他们创建进程、分配必要的资源。然后再将新创建的进程插入到就绪队列，准备执行。
简直可怕，怎么可能写出来磁盘调度算法啊喂！算法实现倒还好说，就是一个排序算法。但是！访问的柱面就是随机生成的所以还要写iterator？！这里简单描述一下各种磁盘调度算法。
磁盘调度算法是为了提高磁盘的访问性能，一般是通过优化磁盘的访问请求顺序来做的。其中寻道是磁盘较为耗时的部分，因此如果请求顺序得当，可以节省一些不必要的寻道时间。
作业调度算法 1、FCFS算法（先来先服务算法）：算法每次从后备作业队列中选择最先进入该队列的一个或几个作业，将它们调入内存，分配必要的资源，创建进程并放入就绪队列。FCFS调度算法的特点是算法简单，但效率低；对长作业比较有利，但对短作业不利（相对SJF和高响应比）；有利于CPU繁忙型作业，而不利于I/O繁忙型作业。 2、SJF算法（短作业优先算法）：从后备队列中选择一个或若干个估计运行时间最短的作业，将它们调入内存运行。SJF调度算法的平均等待时间、平均周转时间最少；但对长作业非常不利。 3、HRN算法（
操作系统是直接控制和管理计算机硬件、软件资源，合理地对各类作业进行调度，以方便用户使用的程序集合。
设备管理是对计算机输入、输出系统的管理，这是操作系统最具有多样性和复杂性的部分，其主要任务是选择合适的设备进行数据传输，控制数据交换的过程，为用户提供透明的接口让用户不必关心设备的特性，为完成这些任务，需要提供的功能主要包括：缓冲区管理、设备分配、设备处理、虚拟设备管理、实现设备独立性等。
一次磁盘读写操作所需要的时间 寻找时间(寻道时间):磁头臂前后移动寻找磁道所需的时间 (系统软件可算法优化) 延迟时间:磁头旋转定位到目标扇区所需要的时间 (固定) 传输时间:读写数据到扇区所需的时间 (固定)
在磁盘上进行一次读写操作花费的时间由寻道时间，延迟时间和传输时间决定。其中寻道时间是将磁头移动到指定磁道所需要的时间。延迟时间是磁头定位到某个磁道的扇区（块号）所需要的时间，传输时间是从磁盘读出或向磁盘写入数据所经历的时间。一般来说，寻道时间因为要移动磁臂，所以占用的时间最长。
计算机是处理数据的机器，而数据就需要有地方存放。在计算机中，可供数据存放的地方并不太多，除了内存之外，最主要的存储数据的媒介就是磁盘。对于大多数计算机领域的人来说，磁盘通常被看做是一种外部设备。可是，对于现代操作系统来说，磁盘是不可或缺的。虽然早期的操作系统可以基于磁带，但由于操作系统复杂性和性能的不断提升，用磁带作为操作系统的载体已经不合时宜，取而代之的是磁盘。由于操作系统需要存放在磁盘上，且操作系统内的文件系统也是基于磁盘，所以，从某种程度来说，磁盘是操作系统不可分割的一部分，理解磁盘将对理解操作系统的原理具有重要的意义。
现代计算机体系中，硬盘是数据存储的持久化介质，硬盘的访问速度相比内存存在数量级的差距，因此有效的调度能更好利用资源，优化响应。 和CPU调度算法相似,调度的本质是对请求排序。在Linux系统中，这由I/O调度层负责。 在I/O调度之前，如果多个I/O在同一个sector中，或者是相邻sector。Linux可以把多个请求合并为一个来减少请求数量。这是在Block层处理的，可以设置开启或关闭。
设备管理是操作系统的一项重要功能，它负责管理计算机系统中的各种硬件设备，包括输入设备、输出设备和存储设备等。设备管理的主要任务包括设备的分配、控制和调度。
前言： 近来在准备校招的笔试面试，复习到操作系统时感觉概念性的东西比较多，不过对于以下的几类算法还是有必要做个小小总结。
首先，让我们看一下硬盘的发展史： 1956年9月13日，IBM的IBM 350 RAMAC(Random Access Method of Accounting and Control)是现代硬盘的雏形，整个硬盘需要50个直径为24英寸表面涂有磁浆的盘片，它相当于两个冰箱的体积，不过其存储容量只有5MB。 1971年，IBM开始采用一种名叫Merlin的技术生产硬盘，这种技术据称能使硬盘头更好地在盘片上索引。 1973年，IBM 3340问世，主流采用采用红色。这个大家伙每平方英寸存储1.7MB的数据，在当
一个典型的坏扇区事务处理可能如下： ·操作系统试图访问逻辑块87。 ·控制器计算ECC的值，发现该块是坏的，它将此结果通知操作系统。 ·下次操作系统重启时，可以运行一个特殊程序以告诉SCSI控制器用备用块替代坏块。 ·之后，每当系统试图访问逻辑块87时，这一请求就转换成控制器所替代的扇区的地址。 12.6 交换空间管理 12.7 RAID结构（磁盘冗余阵列） 一个系统拥有了大量磁盘，它就有机会改善数据读写速度（因为磁盘操作可并行进行）。而且，这种设置也使系统有机会改善数据存储的可靠性，因为可在多个磁
操作系统本质上是一个运行在计算机上的软件程序 ，管理着计算机硬件和软件资源，为计算机硬件和软件提供了一种中间层，使应用软件和硬件进行分离，屏蔽了硬件层的复杂性，让我们把关注点更多放在软件应用上。操作系统的主要功能有：
磁盘是由多个盘片组成的，每个盘边两面都是可以存储数据。每个盘边对应一个读写磁头，所有读写磁头都是在同一个磁臂上，盘片则以每分钟3500转到10000转速率运转，即大约每6毫秒到17毫秒旋转一圈。该磁头由少量的空气垫层浮起，悬浮在盘面上方约几个微米的高度，磁头在盘面上的移动操作由一个伺服机构（ser-vomechanism）负责控制，注意不管是有多少个磁头，同一时间点只能有一个磁头处于活跃状态进行数据读写操作。
I/O系统的主要任务： 完成用户提出的I/O请求； 提高I/O速率； 提高设备的利用率；为更高层的进程方便地使用这些设备提供手段;
进程和线程在调度时候出现过很多算法，这些算法的设计背景是当一个计算机是多道程序设计系统时，会频繁的有很多进程或者线程来同时竞争 CPU 时间片。那么如何选择合适的进程/线程运行是一项艺术。当两个或两个以上的进程/线程处于就绪状态时，就会发生这种情况。如果只有一个 CPU 可用，那么必须选择接下来哪个进程/线程可以运行。操作系统中有一个叫做 调度程序(scheduler) 的角色存在，它就是做这件事儿的，调度程序使用的算法叫做 调度算法(scheduling algorithm) 。
进程和线程在调度时候出现过很多算法，这些算法的设计背景是当一个计算机是多道程序设计系统时，会频繁的有很多进程或者线程来同时竞争 CPU 时间片。 那么如何选择合适的进程/线程运行是一项艺术。当两个或两个以上的进程/线程处于就绪状态时，就会发生这种情况。如果只有一个 CPU 可用，那么必须选择接下来哪个进程/线程可以运行。操作系统中有一个叫做 调度程序(scheduler) 的角色存在，它就是做这件事儿的，调度程序使用的算法叫做 调度算法(scheduling algorithm) 。
互斥共享的资源称为临界资源，例如打印机等，在同一时刻只允许一个进程访问，需要用同步机制来实现互斥访问。
由于操作系统不断复杂，因此将一部分操作系统功能移出内核，从而降低内核的复杂性。移出的部分根据分层的原则划分成若干服务，相互独立。
本文经 CyC2018 大佬授权发表，更多技术内容请前往 https://github.com/CyC2018/CS-Notes 查看。
并发是指宏观上在一段时间内能同时运行多个程序，而并行则指同一时刻能运行多个指令。
本文记录了一些操作系统面试常见问题，本意用于考研复试，以下面试题为网上整理的问题以及自己加入的一些问题，答案仅供参考！
Linux 内核包含4个IO调度器，分别是 Noop IO scheduler、Anticipatory IO scheduler、Deadline IO scheduler 与 CFQ IO scheduler。
大家好，我是 cxuan，我之前汇总了一下关于操作系统的面试题，最近又重新翻阅了一下发现不是很全，现在也到了面试季了，所以我又花了一周的时间修订整理了一下这份面试题，这份面试题可以吊打市面上所有的操作系统面试题了，不是我说，是因为我系统查过，如果有不相信的大佬，欢迎狠狠的打我脸。
看了上面的基本过程后，相信大家可以理解了，如果我们要操作磁盘读写的话，就是告诉磁盘控制器关于柱面、磁头、扇区、缓 存位置，然后是读还是写，剩下的由磁盘控制器完成。
盘可以说是硬件里面比较简单的构造了，同时也是最重要的。下面我们从盘谈起，聊聊它的物理构造
📚 文档目录 合集-数的二进制表示-定点运算-BCD 码-浮点数四则运算-内置存储器-Cache-外存-纠错-RAID-内存管理-总线-指令集: 特征- 指令集:寻址方式和指令格式 特点 大容量,非常用 非易失性 类型 磁盘 光盘 磁带 U盘,SSD 磁盘 磁盘是一种由非磁性材料制成的称为衬底的圆盘,其上涂有一层磁性材料. 衬底材料: 铝合金,铝,玻璃.. 玻璃衬底的优点: 改善磁层表面的均匀性,增加磁盘的可靠性. 显著减少整个表面的缺陷,有助于减少读写错误. 支持更低的飞行高度. 更好的刚度,降低了磁盘的
通常磁盘的读写影响是由磁头到柱面移动造成了延迟，解决这种延迟内核主要采用两种策略：缓存和IO调度算法来进行弥补。
IO体系结构是计算机系统和外部的接口，同时也是操作系统中设计最难的部分，因为存在许多不同的设备和它们的应用，难有统一一致的解决方案。 IO体系结构的设计目标是提供一种系统化方法来控制与外部的交互，并且给操作系统提供有效管理IO所需的信息。
是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序集合。
进程的调度算法是操作系统用来决定哪个进程可以执行的一种策略，常见的进程调度算法包括：
处理机调度基本概念 在处理机调度上可以分为三个层次，级别从低到高 哪些资源分给CPU（低） 选择哪些进程到外存中（中） 哪些作业放入内存（高） 处理机的调度实际上就是用不同的算法来将我们的作业合理分配，提高CPU的利用率。达到公平性、平衡性。 先来先服务算法FCFS 按照作业提交或进程变为就绪状态的先后次序,分派CPU； 当前作业或进程占用CPU，直到执行完或阻塞，才出让CPU(非抢占方式)。 在作业或进程唤醒后(如I/O完成)，并不立即恢复执行，通常等到当前作业或进程出让CPU。是最简单的算法。 谁先来，
Linux 的 I/O 调度器是一个以块式 I/O 访问存储卷的进程，有时也叫磁盘调度器。Linux I/O 调度器的工作机制是控制块设备的请求队列：确定队列中哪些 I/O 的优先级更高以及何时下发 I/O 到块设备，以此来减少磁盘寻道时间，从而提高系统的吞吐量。
I/O设备，包括磁盘、键盘、显示器、各种网络传输设备、及各种驱动程序等。计算机系统参与I/O的外设大体分为三类：
1. 计算机操作系统和计算机网络是每个后端开发工程师必须掌握的知识。因为你写的代码最终都是要在操作系统里跑的，弄懂操作系统的原理对你编写高质量代码、调优、排故都有很大的帮助。在这里说一下我作为非科班转后端开发对计算机操作系统的看法，这一块知识确实要比其他模块的知识要难理解，因为多了很多名词和概念，更加抽象。但是呢，即便难度大，我们也必须征服它。因为很有可能你不跨越它，就见不到向你挥手的 offer 。无论是为了秋招还是为了以后当一名有“深度”的开发工程师，都是有必要去学习操作系统的。
4、高响应比优先调度算法：在批处理系统中，短作业优先算法是一种比较好的算法，其主要的不足之处是长作业的运行得不到保证。如果我们能为每个作业引入前面所述的动态优先权，并使作业的优先级随着等待时间的增加而以速率a 提高，则长作业在等待一定的时间后，必然有机会分配到处理机。该优先权的变化规律可描述为：
控制的复杂性：例如，打印机仅需要一个相对简单的控制接口，而磁盘的控制接口则要复杂得多。
系统将按照作业到达的先后次序来进行作业调度，或者说它是优先考虑在系统中等待时间最长的作业，而不管该作业所需执行时间的长短，从后备作业队列中优先选择几个最先进入该队列的作业，将他们调入内存，为他们分配资源和创建进程。然后把它放入就绪队列。当在进程调度中采用FCFS算法时，每次调度是从就绪的进程队列中选择一个最先进入该队列的进程，为之分配处理机，使之投入运行。该进程一直运行到完成或发生某事件而组赛后，进程调度程序才将处理机分配给其他进程。 在进程调度中采用先来先服务算法的时候，每次调度就从就绪队列中选一个最先进入该队列的进程，为之分配处理机，即谁第一排队谁就先被执行。
编辑手记：本文主要讲解Linux IO调度层的三种模式：cfp、deadline和noop，并给出各自的优化和适用场景建议。 作者简介： 邹立巍 Linux系统技术专家。目前在腾讯SNG社交网络运营部
领取专属 10元无门槛券
手把手带您无忧上云
云服务器
ICP备案
对象存储
即时通信 IM
腾讯会议
