[论文解读] Selection of scheduling Algorithm

S. Yashvir, Om Prakash|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2012

Advanced Data Storage Technologies参考文献 8被引用 2

一句话总结

本文研究磁盘调度算法，重点在于根据寻道时间、吞吐量和公平性等性能标准选择最优算法。它评估了FCFS、SSTF、SCAN和C-SCAN等常见算法，结论指出算法选择显著影响系统效率，且应根据工作负载特性和系统优先级进行指导。

ABSTRACT

The objective of this paper is to take some aspects of disk scheduling and scheduling algorithms. The disk scheduling is discussed with a sneak peak in general and “selection of algorithms” in particular. Key word: Disk scheduling, Selection of algorithm.

研究动机与目标

• 分析关键磁盘调度算法在不同工作负载下的性能表现。
• 识别在特定系统环境下选择最适配调度算法的标准。
• 评估寻道时间、吞吐量和公平性等因素对算法有效性的影响力。
• 根据系统需求和工作负载模式，提供算法选择的指导建议。

提出的方法

• 本文对比了主要的磁盘调度算法：FCFS、SSTF、SCAN和C-SCAN。
• 基于平均寻道时间、吞吐量等指标评估每种算法的性能。
• 通过概念性分析和性能建模，评估算法在不同I/O模式下的行为表现。
• 讨论在算法选择中公平性、响应时间和效率之间的权衡。
• 强调性能依赖于工作负载，倡导基于上下文的算法选择策略。
• 提出一种基于系统目标和I/O特性的算法选择框架。

实验结果

研究问题

• RQ1 在不同I/O工作负载下，哪些磁盘调度算法表现最佳？
• RQ2 FCFS、SSTF、SCAN和C-SCAN在寻道时间、吞吐量和公平性方面有何差异？
• RQ3 在实际系统中，应依据哪些标准来选择磁盘调度算法？
• RQ4 工作负载类型如何影响特定调度算法的有效性？
• RQ5 基于系统需求，选择磁盘调度算法的最佳策略是什么？

主要发现

• SSTF通过优先处理距离更近的请求，相比FCFS可减少平均寻道时间。
• SCAN和C-SCAN相比FCFS和SSTF，能提升公平性并减少饥饿现象。
• 由于扫描方向一致，C-SCAN相比SCAN提供更可预测的性能表现。
• 算法选择显著影响系统吞吐量和响应时间。
• 没有一种算法适用于所有工作负载；选择必须基于工作负载感知。
• 当调度算法与I/O访问模式及系统优先级相匹配时，系统性能达到最优。