数据库系统实现习题-全

（达建松2141280）习题2.2.1

M egatron 777磁盘具有以下特性：

1）有10个盘面，每个盘面有100000个磁道。

2）磁道平均有1000个扇区，每个扇区为1024字节

3）每个磁道的20%被用于间隙。

4）磁盘旋转为10000转/min。

5）磁头移动n个磁道所需要的时间是1+0.0002n ms。

回答下列有关Megatron777的问题。

a）磁盘的容量是多少？

b）如果磁道是在直径3.5英寸的圆面上，那么一个磁道的扇区中的平均位密度是多少？c）最大寻道时间是多少？

d）最大旋转等待时间是多少？

e）如果一个块是65536字节（即64扇区），一个块得传输时间是多少？

f）平均寻道时间是多少？

g）平均旋转等待时间是多少？

答案：

a)磁盘容量=盘面数*磁道数*扇区数*扇区容量

=10*100000*1000*1024字节

=210*109字节

注释：已知

1）有10个盘面，每个盘面有100000个磁道。

2）磁道平均有1000个扇区，每个扇区为1024字节.

b)一个磁道存放存放1000*1024*8=8192000bits.

直径为 3.5英尺那么中间磁道直径为 3.5π/2（英寸）中间扇区所占的周长是80％*3.5π/2（英寸）所以，每个磁道的扇区中的平均密度是

注释：

已知：

2）磁道平均有1000个扇区，每个扇区为1024字节.

3）每个磁道的20%被用于间隙.

c)最大寻道时间是磁头跨越全部柱面所花费的时间。即1+0.0002*99999=20.9998ms

已知：

1）有10个盘面，每个盘面有100000个磁道。

5）磁头移动n个磁道所需要的时间是1+0.0002n ms。

d)最大旋转等待时间是磁头旋转一圈的时间。即1/(10000/60)= 6ms

已知：

4）磁盘旋转为10000转/min。

e)该块占用64个扇区，为此，磁头必须越过64个扇区和扇区之间的63个间隙。由于间

隙合在一起占72度圆弧，而扇区覆盖剩余288度圆弧，则被它们覆盖的圆弧的总度数

为：72*(63/1000)+288*(64/1000)=22.968则传输时间是（22.968/360）*0.6ms=0.03828ms

已知：

3）每个磁道的20%被用于间隙。

2）磁道平均有1000个扇区。

d）中最大旋转等待时间为6ms。

f)磁头行进的平均距离是跨越柱面的1/3，则平均寻道时间是：1+0.001*（100000/3）

=34.33ms

g)平均旋转等待时间为磁盘旋转半周所需时间: (1/2)*6ms=3ms

（潘达）习题2.3.1

假设我们正在为Megatron747磁盘调度I/O请求，磁头的初始位置在磁道32000，图2-9的请求已经产生。在下列两种情况下，每一种请求在何时可以完全得到服务？a) 我们采用电梯调度算法（起初朝任何一个方向开始移动都是允许的）。b) 我们采用先到达先服务调度。

图2-9 4个块访问请求的到达时间

Megatron747磁盘的平均寻道时间、旋转等待时间和传输时间分别为6.46、4.17和0.13（所有时间均以ms计算）。因为每个块访问导致0.13ms传输时间和4.17ms平均旋转等待时间，即无论寻道时间是多少，都需为每一次块访问加上4.3ms。寻道时间可通过Megatron747的规则计算：1+磁道数/4000（1+磁道数/500）。

对于电梯调度算法，计算方式及结果如下。对柱面8000的第一个请求需要进行寻道，因为磁头初始位置不是8000。这样访问8000完成的寻道时间为1+(32000-8000)/4000ms，即在时间1+(32000-8000)/4000+4.3=11.3ms处第一次访问将完成。在此之前，对柱面48000和4000访问的请求分别于第1和第10时间到达，由于沿着柱面从高到低(32000->8000)方向还有请求4000，则先处理4000的请求。即在第11.3ms后，磁头由柱面8000向柱面4000移动，此段寻道时间为1+(8000-4000)/4000=2ms，则4000访问完成时间为11.3+2+4.3=16.8ms。当访问4000柱面完成时，仅有访问48000柱面的请求未完成，因此磁头将沿着从低到高移动，移动到48000需要1+(48000-4000)/4000=12ms，即在12+16.8=28.8ms才可到达48000柱面。在向48000移动过程中，移动到40000柱面的寻道时间为1+(40000-4000)/4000=10ms，即在16.8+10=26.8ms访问到40000，在此之前访问40000的请求已经到达(在第20ms到达的)，故而，在访问48000之前，先处理访问40000的请求，即对40000柱面的请求在16.8+10+4.3=31.3ms处理完成。从柱面40000到48000的寻道时间为1+(48000-40000)/4000=3ms，则48000的请求处理完成时间为31.1+3+4.3=38.4ms。

综上所述，对于电梯调度算法而言每个请求的完成时间如下表：

对于FCFS算法而言每个请求的完成时间如下表：

（周红磊2141284）习题2.3.2

假设我们使用两台Megatron 747 磁盘互相作为镜像。然而，我们使第一个磁盘的磁头保持在柱面的靠内一半，第二个磁盘的磁头保持在柱面靠外的一半，而不是允许从两个磁盘都能读任何的块。假设读请求是对随机的磁道，我们始终不必去写：

a) 系统的能够读块的平均速率是多少？

读块的平均速率为之前单个磁头的两倍。

b) 这个速率与无任何约束的镜像Megatron 747 磁盘的平均速率相比如何？

平均速率一样。

c）你预计该系统的缺点是什么？

1. 缺点是以空间为代价换取时间。

2. 如果其中的一个磁头坏了，则读取操作就出问题了，每次只能读取一半的数据。

2.4.1计算下列位序列的奇偶校验位：

a）00111011。

b）00000000。

c）10101101。

解：

定义：如果有奇数个数据盘的第j位为1，在冗余盘中，我们选取位j为1,；如果在数据盘中的第j位有偶数个1，我们选取冗余盘的位j为0。

即：有奇数个1，为1；有偶数个1，为0。

0 0 1 1 1 0 1 1

0 0 0 0 0 0 0 0

1 0 1 0 1 1 0 1

-------------------------

10010110

（薛鑫）2.4.2

如果我们在一个串末附加一个位作为该串奇数位置的奇偶校验位，另一个位作为该串各偶数位置的奇偶位，我们就有了与一个串关联的两个奇偶位。对于习题2.4.1的每一个串，找出按这种方法计算的两个位。