🏷️ 知识点：位图

某系统采用页式存储管理，用位图管理空闲页框。若页大小为 4 KB，物理内存大小为 16 GB，则位图所占空间的大小是（ ）。

位图法

A. 128 B B. 128 KB C. 512 KB D. 4 MB

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正确答案：C

物理内存大小为16GB，每页大小为4KB，因此物理内存总共包含的页框数为(16GB)/(4KB)=234/212=222。 位图 需要管理每个页框的空闲状态，因此位图的位数应该等于物理 内存中页框的数量。每个位表示一个页框的空闲状态，所以位图所占空间大小应为（位图所占位数）/8=(222)/8=219bytes=512KB，因此，位图所占空间的大小为512KB，选项C为[tag_link]正确答案。

假设计算机系统采用 CSCAN（循环扫描）磁盘调度策略，使用 2KB 的内存空间记录 16384 个磁盘块的空闲状态。

(1) 请说明在上述条件如何进行磁盘块空闲状态的管理。

(2) 设某单面磁盘的旋转速度为 6000rpm，每个磁道有 100 个扇区，相邻磁道间的平均移动的时间为 1ms。若在某时刻，磁头位于 100 号磁道处，并沿着磁道号增大的方向移动（见下图），磁道号的请求队列为 50, 90, 30, 120，对请求队列中的每个磁道需读取 1 个随机分布的扇区，则读完这个扇区点共需要多少时间？需要给出计算过程。

(3) 如果将磁盘替换为随机访问的 Flash 半导体存储器（如 U 盘、SSD 等），是否有比 CSCAN 更高效的磁盘调度策略？若有，给出磁盘调度策略的名称并说明理由；若无，说明理由。

外存空间管理 磁盘调度算法

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1）用 位图 表示磁盘的空闲状态。每位表示一个磁盘块的空闲状态，共需要 16384/32 = 512字 = 512×4字节 = 2KB，正好可放在系统提供的内存中。

2）采用 C-SCAN 调度算法，访问磁道的顺序和移动的磁道数见下表。

移动的磁道数为 20+90+20+40 = 170，故总的移动磁道时间为 170ms。由于转速为 6000rpm，则平均旋转延迟为 5ms，总的旋转延迟时间 = 20ms。由于转速为 6000rpm，则读取一个磁道上一个扇区的平均读取时间为 0.1ms，总的读取扇区的时间为 0.4ms。综上，读取上述磁道上 所有扇区所花的总时间为 190.4ms。

3）采用 FCFS 调度策略更高效。因为 Flash 半导体存储器的物理结构不需要考虑寻道时间和旋转延迟，可直接按 I/O 请求的先后顺序服务。