电梯调度算法_扫描算法

根据给定的信息，本文将详细解释“电梯调度算法”（又称扫描算法，Scan Algorithm），这是一种在操作系统中用于磁盘驱动器调度的重要算法。电梯调度算法因其执行方式与实际生活中电梯的工作原理类似而得名，其核心思想在于尽可能减少磁头移动的距离以提高磁盘I/O操作效率。 ### 电梯调度算法简介 #### 定义 电梯调度算法是一种用于磁盘调度的策略，它按照磁头移动的方向来处理请求，直到到达磁盘边界，然后再改变方向继续处理请求。这种算法可以有效避免饥饿现象的发生，即某些特定位置的请求长时间得不到服务的情况。 #### 工作原理 当系统中有多个磁盘访问请求时，磁头首先沿着当前移动方向（假设为向外移动）处理请求，直到达到最外层磁道或者当前方向上没有待处理请求为止。然后，磁头会改变方向向内移动，并继续处理请求。这一过程不断重复，直到所有请求都被处理完毕。 ### 实验代码解析 根据提供的部分代码片段，我们可以了解到实验中的具体实现细节。以下是对关键部分的解读： #### 结构体定义 ```cpp struct req { int pronum; // 进程编号 int zmnum; // 当前磁道号 int cdnum; // 完成次数 int record; // 当前记录的位置 }; ``` 这里定义了一个结构体`req`，用于存储每个磁盘请求的信息，包括进程编号、当前磁道号、完成次数以及当前记录的位置等。 #### 全局变量初始化 ```cpp const int N = 30; // 最大请求数量 int curreq = 0; // 当前正在进行的I/O操作数量 ``` 这些全局变量用于控制程序的整体运行状态。 #### 函数定义 ```cpp void reset(int n) { IO[n] = -1; curreq--; } void setnow(int n, int dir) { curinfo.direct = dir; curinfo.zmnum = reqtable[n].zmnum; curinfo.record = reqtable[n].record; } ``` 这些函数用于重置磁盘状态、设置当前磁盘信息等基本操作。 #### 输入输出 ```cpp void outtable() { // 输出所有请求的状态 } void outcur(int n) { // 输出当前磁头所在位置的信息 } void recieve() { // 接收用户输入的请求 } ``` 这些函数分别用于显示当前磁盘状态、显示当前位置信息以及接收用户输入的请求。 #### 算法实现 ```cpp int samecylinder(int n, int m) { // 判断两个请求是否位于同一磁道 } int near(int m, int n) { // 判断哪个请求离当前磁头更近 } int samenear() { // 在同一磁道上的请求中找到离当前磁头最近的一个 } ``` 以上几个函数实现了电梯调度算法的核心逻辑：判断请求是否位于同一磁道、计算请求距离当前磁头的远近，并选择最合适的下一个请求进行处理。 ### 总结 通过上述分析可以看出，电梯调度算法是一种高效的磁盘调度方法，它通过合理安排磁头移动顺序，减少了不必要的磁头移动，从而提高了磁盘I/O操作的整体性能。此外，实验代码为我们提供了一个具体的实现示例，有助于深入理解该算法的具体工作流程。在实际应用中，通过对算法进行适当调整和优化，还可以进一步提高其性能表现。