通过编写和调试磁盘调度程序，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，并写出详细代码及相关注释

磁盘调度是操作系统中一项关键任务，它负责决定哪个I/O请求应该首先被服务，以便优化硬盘访问效率。常见的磁盘调度算法有FCFS（First-Come, First-Served，先进先出）、SSTF（Shortest Seek Time First，最短寻道时间优先）、SCAN 和 CIRCLE SCAN（循环SCAN）。

以下是一个简单的示例，展示了如何用C语言模拟这四种算法的基本思路：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

typedef struct {
    int request_id;
    double seek_time; // 假设这是每个请求的寻道时间
} DiskRequest;

// 按照某种调度策略排序请求
int compare_requests(const void *a, const void *b) {
    DiskRequest *req_a = (DiskRequest *)a;
    DiskRequest *req_b = (DiskRequest *)b;
    return req_a->seek_time - req_b->seek_time;
}

void fcfs(DiskRequest requests[], int num_requests) {
    qsort(requests, num_requests, sizeof(DiskRequest), compare_requests);
    for (int i = 0; i < num_requests; i++) {
        printf("Processing request %d with seek time %f\n", 
               requests[i].request_id, requests[i].seek_time);
    }
}

void sstf(DiskRequest requests[], int num_requests) {
    // 这里只是一个简化的版本，实际SSTF可能需要维护一个最小队列
    DiskRequest min_req;
    min_req.seek_time = INT_MAX;
    for (int i = 0; i < num_requests; i++) {
        if (requests[i].seek_time < min_req.seek_time) {
            min_req = requests[i];
        }
        printf("Processing request %d with seek time %f\n", 
               min_req.request_id, min_req.seek_time);
    }
}

void scan(DiskRequest requests[], int num_requests) {
    // SCAN从左到右扫描，然后回扫
    for (int i = 0; i <= num_requests / 2; i++) {
        printf("Processing request %d\n", requests[i].request_id);
    }
    for (int i = num_requests - 1; i >= num_requests / 2; i--) {
        printf("Processing request %d\n", requests[i].request_id);
    }
}

void circle_scan(DiskRequest requests[], int num_requests) {
    // 循环SCAN类似 SCAN，但每次结束时移动到下一个位置
    int pos = 0;
    while (!all_processed(requests, num_requests)) {
        for (int i = pos; i < num_requests; i++, pos = (i + 1) % num_requests) {
            printf("Processing request %d\n", requests[i].request_id);
        }
    }
}

// 判断所有请求是否都处理完毕
bool all_processed(DiskRequest requests[], int num_requests) {
    for (int i = 0; i < num_requests; i++) {
        if (requests[i].request_id != num_requests) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

// 示例使用
int main() {
    int num_requests = 5;
    DiskRequest requests[num_requests] = { {1, 1}, {2, 2}, {3, 3}, {4, 4}, {5, 5} }; // 请求列表，假设都是随机生成的
    srand(time(0));
    
    fcfs(requests, num_requests);
    sstf(requests, num_requests);
    scan(requests, num_requests);
    circle_scan(requests, num_requests);

    return 0;
}

这个例子提供了基本的框架，但实际上，更复杂的磁盘调度算法可能会涉及到优先级队列、并发控制等概念。运行此代码后，你可以看到每个算法按照其策略执行顺序。