面向多媒體應(yīng)用的磁盤(pán)調(diào)度算法研究.pdf

1、隨著多媒體應(yīng)用的普及,相關(guān)技術(shù)(如:堆存儲(chǔ)、視頻壓縮,以及高速網(wǎng)絡(luò)等)得到了進(jìn)一步的推廣。目前磁盤(pán)容量和性能之間的差距越來(lái)越大,而且內(nèi)存的性能增長(zhǎng)速度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于磁盤(pán)性能的增長(zhǎng)速度,以至于磁盤(pán)的I/O性能成為了當(dāng)前各種應(yīng)用的主要性能瓶頸。因此,面對(duì)需要大量I/O操作的多媒體應(yīng)用系統(tǒng),磁盤(pán)I/O性能的高低對(duì)系統(tǒng)起到了關(guān)鍵性的作用。而磁盤(pán)調(diào)度算法的優(yōu)劣,在很大程度上決定了服務(wù)器的I/O性能和服務(wù)質(zhì)量。
　　在過(guò)去多年的研究中,國(guó)內(nèi)外的專

2、家提出并實(shí)現(xiàn)了許多有效的磁盤(pán)調(diào)度算法,如先來(lái)先服務(wù)算法(FCFS)、電梯調(diào)度算法(SCAN)等。這些調(diào)度算法只是通過(guò)優(yōu)化尋道時(shí)間來(lái)提高磁盤(pán)的I/O性能,卻沒(méi)有考慮單個(gè)請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間要求,不能滿足多媒體應(yīng)用的實(shí)時(shí)性要求。為此,又出現(xiàn)了許多實(shí)時(shí)磁盤(pán)調(diào)度算法,如最早截止期限有限算法(EDF)、電梯-最早截止期限優(yōu)先算法(SCAN-EDF)等。這些算法又因應(yīng)用環(huán)境的局限性,無(wú)法得到進(jìn)一步的推廣。因此,設(shè)計(jì)一個(gè)多媒體磁盤(pán)調(diào)度算法,能夠在保證實(shí)時(shí)要

3、求和服務(wù)質(zhì)量的同時(shí),最大化地利用磁盤(pán)帶寬,具有重要的意義。
　　論文依托于空間填充曲線(Space Filling Curve,簡(jiǎn)稱SFC)理論,提出了基于多媒體數(shù)據(jù)請(qǐng)求的多級(jí)空間磁盤(pán)調(diào)度算法(Multi-Staged Spaces Disk Scheduling,簡(jiǎn)稱MSSDS)。論文根據(jù)連續(xù)多媒體請(qǐng)求的多級(jí)服務(wù)質(zhì)量QoS要求,如實(shí)時(shí)截止期限、用戶優(yōu)先級(jí)等,在調(diào)度算法上進(jìn)行了以下幾方面的研究工作:
　　(1)建立D+2維空

4、間模型。其中,D代表請(qǐng)求序列所具有的D種基本參數(shù)(如:用戶優(yōu)先級(jí)、請(qǐng)求大小、到達(dá)時(shí)間等),2維分別代表請(qǐng)求的截止期限和磁盤(pán)位置。
　　(2)創(chuàng)建三級(jí)磁盤(pán)調(diào)度模型。其中,第一級(jí)通過(guò)D維空間模型處理磁盤(pán)請(qǐng)求的基本參數(shù);第二級(jí)利用第一級(jí)的輸出和截止期限建立二維空間模型;第三級(jí)利用第二級(jí)的輸出和磁盤(pán)位置信息建立二維空間模型。
　　(3)以Pana Viss服務(wù)器模型進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。通過(guò)在優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)率、截止期限錯(cuò)過(guò)率、磁盤(pán)利用率等方面的