Festplatten-Scheduler

Der Festplatten-Scheduler i​st Bestandteil v​on Betriebssystemen u​nd regelt d​ie zeitliche Abfolge (Scheduling) v​on Lese- u​nd Schreibaufträgen a​n Festplatten u​nd andere Speichergeräte.

Festplatte: Wohin soll der Kopf zuerst fahren?

Folgende Techniken werden verwendet, u​m eine bestmögliche Ausnutzung d​er Festplatte z​u gewährleisten:

First come, first served (FCFS)

Bei diesem Algorithmus werden die Lese- und Schreibaufträge in der Reihenfolge ihres Eingangs an das Speichergerät weitergegeben. Er kann bei Speichergeräten wie Flash-Speichern verwendet werden, bei denen auf beliebige Positionen zugegriffen werden kann, ohne dass ein größerer Zeitverlust (etwa durch das Neupositionieren eines Lese-/Schreibkopfs) entsteht.

Shortest seek first

Dieser Algorithmus ist eine direkte Verbesserung von FCFS. Von einer Menge von Lese-/Schreibaufträgen wird derjenige ausgewählt, der dem Schreib-/Lesekopf der Festplatte am nächsten ist. Ein Vorteil dieser Vorgehensweise ist ihre Einfachheit, ein gravierender Nachteil ist, dass Daten, die am Rand der Festplatte liegen, möglicherweise sehr lange warten müssen, bis sie gelesen bzw. geschrieben werden.

Aufzug-Algorithmus

Der Aufzug-Algorithmus heißt so, weil er sich ähnlich verhält wie ein Aufzug. Die momentane Position des Festplattenarms sowie seine Bewegungsrichtung sind bekannt. Nach jedem abgeschlossenen Lese-/Schreibauftrag fährt er zum nächsten in dieser Richtung liegenden Auftrag weiter, so lange, bis in dieser Richtung kein Auftrag mehr zu erledigen ist. Dann wird die Bewegungsrichtung umgekehrt.

Sägezahn-Algorithmus

Dieser Algorithmus ähnelt dem Aufzug-Algorithmus, allerdings werden die Daten nur in aufsteigender Reihenfolge sortiert aufgesucht. Danach fährt der Festplattenkopf in einer langen Bewegung wieder zum Anfang der Platte (bzw. zum niedrigsten gerade anstehenden Lese-/Schreibauftrag) zurück. Der Vorteil dieser Vorgehensweise liegt darin, dass der Cache-Speicher, der in jeder modernen Festplatte eingebaut ist, und das von vielen Platten hardwareseitig zur Verfügung gestellte Vorauslesen von Daten (read-ahead) besser ausgenutzt werden, als es bei der absteigenden Suchbewegung des Aufzug-Algorithmus der Fall ist.

Ein Festplatten-Scheduler k​ann außerdem Schreib- u​nd Leseaufträge m​it unterschiedlicher Priorität behandeln. Letztere s​ind zeitlich dringend, d​a meistens d​as Programm, d​as die Daten angefordert hat, a​uf diese wartet. Zu schreibende Daten dagegen können gegebenenfalls zwischengespeichert werden, b​evor sie tatsächlich a​uf das Speichermedium geschrieben werden.

Siehe auch

• Native Command Queuing (NCQ)