操作系统概念第七版10-12章课后题答案(中文版)(9)

操作系统概念第七版10-12章课后题答案(中文版)

8760000的MTBF值。8760000小时约等于1000年。所以，对于一个与、预期寿命是20年的人来说，这并不能说明说明。

c.MTBF与设备的寿命无关。硬盘的一般设计寿命是5年。即使一个硬盘真的有100万年的MTBF，设备本身的寿命也达不到那么长时间。

12.16 讨论sparing扇区和slipping扇区的优点和缺点。

答：sparing扇区会增加额外的换道时间和旋转延迟，可能使响应时间增加8ms。sparing扇区对将来的读盘有较小的影响，但在重映射的时候，需要读写所有道上的数据来跳过坏块。

12.17 描述为什么操作系统要知道块存储到磁盘的详细信息。操作系统这样通过这些来提高文件系统的性能？

答：当为文件分配物理块的时候，如果几何相邻的块有更多关于块物理方位的信息，就把这些块分配给文件。并且，可以在同一柱面的不同光盘面连续分配两个块，这使下一次的访问时间减到了最小。

12.18操作系统常把移动磁盘当作共享文件系统，而一个磁盘上一次只能有一个应用。说出磁盘和磁带处理方式不同的3点原因。操作系统通过共享文件系统访问磁带，还需要什么特殊的支持。应用共享磁带，需要什么特殊的属性，能否把文件当作磁盘上的文件来使用？ 答：a.磁盘有更快的随机访问时间，所以对交叉存储的文件有更好的性能。而磁带需要更多的定位时间。所以，当两个用户访问一个磁带时，驱动器的大部分时间都用作转换磁带和定位，只有少量的时间用于数据传输。这种情况类似于虚拟内存没有足够的物理内存而发生thrashing。b.磁带的带盘是可以移动的。有时，可能需要把当前带盘的数据存放在拷贝中（远离电脑的地方），来防止电脑所在处发生火灾。c.磁带常常用于在生产者和消费者之间传送大量的数据，这些磁带不能作为不同的共享存储设备。

为了支持共享文件系统方式访问磁带，操作系统需要提供一般文件系统的功能，包括：管理所有磁带上的文件系统命名空间；空间回收；I/O调度。访问磁带文件系统的应用需要能承受长时间的延迟。为了提高性能，这些应用要大量减少I/O操作来换取磁带调度算法较高的效率。

12.19 如果磁带设备每英尺存储的比特数与磁盘相同，对性能和价格会产生什么影响？ 答：为了达到与磁盘相同的单位存储量，磁带的单位存储量会以2的指数级增长。这会使磁带比磁盘便宜。磁带的容量可能会大于1GB，所以一个磁带就可以代替现在的一个磁带机，因而减少了花费。单位存储量不会对数据传输造成压力，但是大容量会减慢磁盘的转换。

12.20 通过简单的计算，比较由磁盘和引入第三方存储设备的1兆节的操作系统在花费和性能上的不同。假设磁盘的容量是10GB，花费1000元，每秒传输5MB数据，平均访问延迟是15毫秒。假设磁带库每兆节花费10元，每秒传输10MB,平均等待延迟是20秒。计算纯磁盘系统的总花费，最高数据传输率和平均等待延迟。现在假设有5%的数据是经常读写的，把它们存放在磁盘中，其余95%存放在磁带库中。所以95%的请求由磁盘响应，5%的请求由磁带库响应。此时的总花费，最高数据传输率和平均等待延迟是多少？

答：首先计算纯磁盘系统。1TB=1024GB，大概地计算出需要100个磁盘，花费是100000元，加上20%的电缆，电源，其他开销，总花费再120000元左右。总的数据访问速度是500 MB/s，平均等待时间与工作量有关。如果要求传输的大小是8KB，请求的数据随机分布在磁盘上。如果系统是轻负荷，请求会到达一个空闲的磁盘，所以响应时间是15ms的访问时间加上2ms的传输时间。如果系统是重负荷，延迟会随着队列长度的增加而增加。

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