磁盘驱动读取系统校正

磁盘驱动读取系统

主要内容

一、课题背景简介 二、磁盘驱动读取系统模型

一、课题背景简介

磁盘可以方便有效的存储信息。磁盘驱动 器则广泛用于从便携式计算机到大型计算 机等各类计算机中。 现代的磁盘在每厘米宽度内有多达5000个 磁道，每个磁道的宽度仅为1μm,磁盘驱动 系统对磁头的定位精度要求很高。磁头滑片 转轴 臂的转动 支撑臂

磁道a 激励电机 磁道b

图1 磁盘驱动器结构示意图

1.磁盘磁头安装结构

磁头安装在一个与手臂相连的簧片上，它 读取磁盘上各点处不同的磁通量并将信号 提供给放大器，簧片(弹性金属制成)保 证磁头以小于100nm的间隙悬浮于磁盘之 上(如图2)。电机 电机

手臂 手臂

图2 磁头安装结构图

簧片 簧片

磁头 磁头

2.磁盘控制系统原理图

磁盘驱动器读取装置的目标是要将磁头准 确定位，以便正确读取磁盘磁道上的信息。 要精确控制的变量是磁头(安装在一个滑 动簧片上)的位置。磁盘旋转速度在1800 转/分和7200转/分之间，磁头在磁盘上方 不到100nm的地方“飞行”,位置精度指 标初步定为 1μm;如有可能，我们还要进 一步做到使磁头由磁道a移动到磁道b的时 间小于50ms。

至此，我们可以给出图3所示的初步的系统 结构，该闭环系统利

磁盘驱动读取系统

主要内容

一、课题背景简介 二、磁盘驱动读取系统模型

一、课题背景简介

磁盘可以方便有效的存储信息。磁盘驱动 器则广泛用于从便携式计算机到大型计算 机等各类计算机中。 现代的磁盘在每厘米宽度内有多达5000个 磁道，每个磁道的宽度仅为1μm,磁盘驱动 系统对磁头的定位精度要求很高。磁头滑片 转轴 臂的转动 支撑臂

磁道a 激励电机 磁道b

图1 磁盘驱动器结构示意图

1.磁盘磁头安装结构

磁头安装在一个与手臂相连的簧片上，它 读取磁盘上各点处不同的磁通量并将信号 提供给放大器，簧片(弹性金属制成)保 证磁头以小于100nm的间隙悬浮于磁盘之 上(如图2)。电机 电机

手臂 手臂

图2 磁头安装结构图

簧片 簧片

磁头 磁头

2.磁盘控制系统原理图

磁盘驱动器读取装置的目标是要将磁头准 确定位，以便正确读取磁盘磁道上的信息。 要精确控制的变量是磁头(安装在一个滑 动簧片上)的位置。磁盘旋转速度在1800 转/分和7200转/分之间，磁头在磁盘上方 不到100nm的地方“飞行”,位置精度指 标初步定为 1μm;如有可能，我们还要进 一步做到使磁头由磁道a移动到磁道b的时 间小于50ms。

至此，我们可以给出图3所示的初步的系统 结构，该闭环系统利

操作系统课程设计

题 目： 磁盘驱动调度算法模拟

班 级: 姓 名： 学 号： 指导教师: 成 绩:

2014年6月

操作系统课程设计

一、课程设计目标

1．进一步加深对磁盘驱动调度算法的理解。

2．编程实现“先来先服务”、“最短寻道时间优先”、“电梯调度”、“循环扫描”算法。

二、课题内容

1．假设一个磁盘具有4个盘片，每个盘片有100个磁道，每道有8个扇区，模拟格式化时对柱面和扇区进行编号的过程。

2．设计若干磁道访问请求，要求用户输入线性块号，系统能将其转换为对应的磁道号（柱面号），并计算出分别采用“先来先服务”、“最短寻道时间优先”、“电梯调度”、“循环扫描”算法的寻道总长度。

3．提供可视化且简洁清晰的用户界面，能直观且动态地描述磁头移动。

三、设计思路

（一）系统概要设计 1.整体模块设计图

操作系统 实 验 报 告

课程名称 实验项目名称 学号 姓名 学生所在学院 实验室名称地点

操作系统实验 磁盘调度算法 课程编号 0906553 年级 专业 2012 计算机科学与技术 计算机科学与技术 指导教师 初妍 21B475 哈尔滨工程大学 计算机科学与技术学院

第六讲 磁盘调度算法

一、实验概述

1. 实验名称

磁盘调度算法 2. 实验目的

（1）通过学习EOS 实现磁盘调度算法的机制，掌握磁盘调度算法执行的条件和时机；

（2）观察 EOS 实现的FCFS、SSTF和 SCAN磁盘调度算法，了解常用的磁盘调度算法；

（3）编写 CSCAN和 N-Step-SCAN磁盘调度算法，加深对各种扫描算法的理解。 3. 实验类型

验证性和设计性实验 4. 实验内容

（1）验证先来先服务（FCFS）磁盘调度算法； （2）验证最短寻道时间优先（SSTF）磁盘调度算法； （3）验证SSTF算法造成的线程“饥饿”现象； （4）验证扫描（SCAN）磁盘调度算法； （5）改写SCAN算法。

二、实验环境

在OS Lab实验环境的基础上，利用EOS操作系统，由汇编语言及C语言编写代码，对需要的项目进行生成

实验八 线性系统串联校正

一、实验目的

1．熟练掌握用MATLAB语句绘制频域曲线。 2．掌握控制系统频域范围内的分析校正方法。 3．掌握用频率特性法进行串联校正设计的思路和步骤。 二、基础知识

控制系统设计的思路之一就是在原系统特性的基础上，对原特性加以校正，使之达到要求的性能指标。最常用的经典校正方法有根轨迹法和频域法。而常用的串联校正装置有超前校正、滞后校正和超前滞后校正装置。本实验主要讨论在MATLAB环境下进行串联校正设计。

1．基于频率法的串联超前校正

超前校正装置的主要作用是通过其相位超前效应来改变频率响应曲线的形状，产生足够大的相位超前角，以补偿原来系统中元件造成的过大的相位滞后。因此校正时应使校正装置的最大超前相位角出现在校正后系统的开环截止频率

?c处。

例5-1：单位反馈系统的开环传递函数为G(s)?K，试确定串联校正装

s(s?1)置的特性，使系统满足在斜坡函数作用下系统的稳态误差小于0.1，相角裕度

r?450。

解：根据系统静态精度的要求，选择开环增益

1s2k1?s(s?1)ess?LimsE(s)?Lims?s?0s?0?0.1?K?10

取K?12，求原系统的相角裕度。 >>num0=12; den0=[2,

实验六磁盘调度算法

1、实验目的

通过这次实验，加深对磁盘调度算法的理解，进一步掌握先来先服务FCFS、最短寻道时间优先SSTF、SCAN和循环SCAN算法的实现方法。

2、试验内容

问题描述：

设计程序模拟先来先服务FCFS、最短寻道时间优先SSTF、SCAN 和循环SCAN算法的工作过程。假设有n个磁道号所组成的磁道访问序列，给定开始磁道号m和磁头移动的方向（正向或者反向），分别利用不同的磁盘调度算法访问磁道序列，给出每一次访问的磁头移动距离，计算每种算法的平均寻道长度。

3、程序要求：

1）利用先来先服务FCFS、最短寻道时间优先SSTF、SCAN和循环SCAN算法模拟磁道访问过程。

2）模拟四种算法的磁道访问过程，给出每个磁道访问的磁头移动距离。

3）输入：磁道个数n和磁道访问序列，开始磁道号m和磁头移动方向（对SCAN 和循环SCAN算法有效），算法选择1-FCFS，2-SSTF，3-SCAN，4-循环SCAN。

4）输出：每种算法的平均寻道长度。

4、需求分析

(1) 输入的形式和输入值的范围

算法选择

要访问的磁道数

磁道

当前磁道号

输入当前移动臂的移动的方向（第三个算法）

(2) 输出的形式

每种算法的平均寻道长度

(3)测试用例

先来先服务FCFS

最短寻道时间优先

第六章 控制系统的综合与校正

6．1引 言

步进电机

控制器

气动卡盘

绕线电机

转子

电枢线

图6－1 自动绕线机

图6－1为一自动绕线机的原理图，当其正常工作时，要求绕线电机以较快的转速将电枢线绕到转子上，而由绕线电机及测速器构成的单位负反馈系统的开环传递函数为

G0?k0

s(0.1s?1)(0.2s?1)

其中，k0为开环增益。为了保证绕线速度，k0的取值不能太少，一般取k0?10。由此，可以画出绕线电机的Bode如图6－2所示，其相位裕度为???0.2?，不能满足系统稳定的要求。由于绕线电机及测速器的特性不可改变，所以只有通过设计适当的控制器来实现自动绕线机的正常工作。自动控制系统中控制器的设计又叫做系统的综合与校正。

20lgG0 20 dec -40dB/dec 0 1 5 .1 图6－2 绕线电机的Bode图

-20dB/710 ?

-60dB/dec

本章主要介绍控制系统的综合与校正。所谓综合或校正，就是在系统中不可变部分的基础上，加入一些元件（称校正元件），使系统满足要求的各项性能指标。一般情况下，控制系统的固有部分即不可变部分由已知的元件组成，因而其特性也是已知的。固有部分的参数除了增益以外，其余大多数

第六章 控制系统的综合与校正

6．1引 言

步进电机

控制器

气动卡盘

绕线电机

转子

电枢线

图6－1 自动绕线机

图6－1为一自动绕线机的原理图，当其正常工作时，要求绕线电机以较快的转速将电枢线绕到转子上，而由绕线电机及测速器构成的单位负反馈系统的开环传递函数为

G0?k0

s(0.1s?1)(0.2s?1)

其中，k0为开环增益。为了保证绕线速度，k0的取值不能太少，一般取k0?10。由此，可以画出绕线电机的Bode如图6－2所示，其相位裕度为???0.2?，不能满足系统稳定的要求。由于绕线电机及测速器的特性不可改变，所以只有通过设计适当的控制器来实现自动绕线机的正常工作。自动控制系统中控制器的设计又叫做系统的综合与校正。

20lgG0 20 dec -40dB/dec 0 1 5 .1 图6－2 绕线电机的Bode图

-20dB/710 ?

-60dB/dec

本章主要介绍控制系统的综合与校正。所谓综合或校正，就是在系统中不可变部分的基础上，加入一些元件（称校正元件），使系统满足要求的各项性能指标。一般情况下，控制系统的固有部分即不可变部分由已知的元件组成，因而其特性也是已知的。固有部分的参数除了增益以外，其余大多数

武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书

目录

摘要 ................................................................................................................................................... 2 1．控制系统超前校正环节设计的任务.......................................................................................... 3

1.1.初始条件 ............................................................. 3 1.2要求完成的主要任务 ................................................... 3 2.超前校正环节设计方案 ........................................................................................

实验八 文件系统和磁盘管理

实验八 文件系统和磁盘管理

（一）磁盘分区管理

【需求】

? ? ? ?

为一个有空闲空间的磁盘新建一个分区； 对该分区进行格式化；

把该分区挂载到/mnt/music目录； 要求每次机器启动都自动挂载。

【系统及软件环境】

操作系统：Red Hat AS 4.0

【实验配置文件及命令】

1．配置文件：/etc/fstab

2．命令：/sbin/fdisk，/sbin/mkfs.ext3，/bin/mkdir，/bin/mount

【实验步骤】

1． 系统当前的分区表信息。 [root@linux /]# fdisk -l Disk /dev/hda: 80.0 GB, 80060424192 bytes 255 heads, 63 sectors/track, 9733 cylinders Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes Device Boot Start End Blocks Id System /dev/hda1 * 1 13 104391