4_2磁盘调度(4种)1

磁盘调度是操作系统中一个关键的部分，主要用于管理磁盘读写操作时磁头的移动，以提高磁盘I/O效率。在本题中，我们主要关注两种常见的磁盘调度算法：先来先服务（FCFS，First-Come First-Served）和最短寻道时间优先（SSTF，Shortest Seek Time First）。 1. **先来先服务（FCFS）**： FCFS是最简单的调度策略，它按照请求的顺序进行处理。磁盘调度程序接收一系列的磁道访问请求，然后按照这些请求到达的顺序进行服务。尽管这种算法实现简单，但它并不总是最优的，因为可能造成磁头频繁地来回移动，增加平均寻道时间。例如，如果请求序列是57、10、199、58，那么FCFS会按顺序访问这些磁道，即使10和58离当前磁头位置更近。 2. **最短寻道时间优先（SSTF）**： SSTF算法的目标是每次选择与当前磁头位置最近的磁道进行访问，以期望减少总的寻道时间。然而，SSTF可能会导致饥饿问题，即某些请求可能会被不断地推迟，因为系统总是选择更近的请求。在给定的例子中，如果当前磁头位于57磁道，且请求序列是57、100、199、58，SSTF会首先选择58磁道（因为它离57最近），然后是100，接着是199，最后是57。虽然这种方法减少了单次寻道的距离，但在某些情况下可能导致总的磁头移动距离增加。 在实际应用中，SSTF通常比FCFS提供更好的性能，但可能无法保证全局的最优化。为了克服SSTF的饥饿问题，人们提出了其他调度策略，如SCAN（扫描）和CSCAN（循环扫描）算法。 3. **SCAN（扫描）算法**： SCAN算法类似于电梯的运作方式，磁头沿一个方向连续服务请求，直到到达磁盘的一端，然后返回另一端，如此往复。这样可以确保所有请求最终都会被服务，而不会出现饥饿现象。然而，这可能导致某些请求等待时间较长，尤其是在磁头正在远离它们的方向移动时。 4. **CSCAN（循环扫描）算法**： CSCAN算法是对SCAN算法的改进，为了避免磁头返回原点导致的等待，CSCAN将服务请求队列分为两个部分：已服务和未服务。当磁头完成一个方向的服务后，不立即返回，而是继续到磁盘的另一端，并开始服务未服务请求的队列。这样可以进一步减少等待时间，但可能导致某些请求等待一个完整的扫描周期。 在模拟磁盘调度过程中，我们需要考虑如何实现这些算法，包括读取请求文件，计算每个请求的寻道距离，选择下一个最小距离的磁道，更新当前磁道位置，并确保所有请求都得到处理。对于SSTF，还需要维护一个访问标志来避免重复访问，同时注意处理可能的饥饿问题。 磁盘调度是操作系统优化I/O性能的重要手段，不同的算法有各自的优缺点。理解这些算法的工作原理并能灵活运用，是提升系统效率的关键。在实际编程实现中，需要权衡各种因素，包括效率、公平性和复杂性，以找到适合特定场景的解决方案。