2.先来先服务算法，最短时间寻道优先算法，扫描算法原理

这三个算法都与磁盘调度有关。

1. 先来先服务算法（FCFS）：将磁盘请求按照提交的顺序依次处理。即先提交的请求先执行，后提交的请求后执行。这种算法的优点是简单易实现，但是不考虑磁盘请求的位置，可能会导致磁头在磁盘上产生不必要的移动，从而降低磁盘的访问效率。

2. 最短时间寻道优先算法（SSTF）：选择距离当前磁头位置最近的磁盘请求进行处理。这种算法可以减少磁头的移动距离，提高磁盘访问效率，但是可能会导致一些磁盘请求长时间等待，造成磁盘访问的不公平性。

3. 扫描算法（SCAN）：也称为电梯算法，按照一个方向依次处理磁盘请求，直到到达磁盘的边界，然后改变方向，继续按照新的方向处理磁盘请求。这种算法可以保证所有的磁盘请求都被处理，且可以减少磁头在磁盘上的移动距离，但是可能会导致某些请求长时间等待，造成磁盘访问的不公平性。

相关问题

2. 编写先来先服务算法（FCFS）和扫描算法（SCAN）

先来先服务算法 (FCFS)：

FCFS算法是一种简单的调度算法，在进程到达队列中时，按照它们到达的顺序分配CPU时间。因此，进程按照它们到达的顺序执行，直到完成。

下面是FCFS算法的Python代码实现：

def fcfs(processes):
    #按照进程到达时间排序
    processes = sorted(processes, key=lambda x: x['arrival_time'])
    
    #初始化等待时间和平均等待时间
    wait_time = 0
    avg_wait_time = 0
    
    #计算每个进程的等待时间和平均等待时间
    for i, process in enumerate(processes):
        if i == 0:
            process['start_time'] = process['arrival_time']
        else:
            process['start_time'] = max(process['arrival_time'], processes[i-1]['end_time'])
        process['end_time'] = process['start_time'] + process['burst_time']
        process['wait_time'] = process['start_time'] - process['arrival_time']
        wait_time += process['wait_time']
    
    avg_wait_time = wait_time / len(processes)
    
    return processes, avg_wait_time

扫描算法 (SCAN)：

SCAN算法是一种磁盘调度算法，它将磁盘作为一个环形，磁头从当前位置开始向一个方向移动，直到到达磁盘的边缘，然后磁头返回另一个方向，直到到达磁盘的另一侧。该算法按照磁头移动的方向，扫描磁盘上的所有请求，直到所有请求都被满足。

下面是SCAN算法的Python代码实现：

def scan(disk, start, direction):
    #按照请求的位置排序
    disk = sorted(disk)
    
    #初始化寻道时间和平均寻道时间
    seek_time = 0
    avg_seek_time = 0
    
    #找到请求序列中最大和最小的请求位置
    max_pos = max(disk)
    min_pos = min(disk)
    
    #如果磁头的位置在最小请求的左边，磁头移动到最小请求的位置，然后改变方向
    if start < min_pos:
        seek_time = min_pos - start
        start = min_pos
        direction = 1
    
    #如果磁头的位置在最大请求的右边，磁头移动到最大请求的位置，然后改变方向
    elif start > max_pos:
        seek_time = start - max_pos
        start = max_pos
        direction = -1
    
    #按照磁头移动的方向，依次处理请求序列
    for pos in range(start, max_pos+1) if direction == 1 else range(start, min_pos-1, -1):
        if pos in disk:
            disk.remove(pos)
            seek_time += abs(pos - start)
            start = pos
    
    avg_seek_time = seek_time / len(disk)
    
    return avg_seek_time

各磁盘调度算法包括先来先服务算法、最短寻道时间优先算法、扫描算法和循环扫描算法的平均寻道长度。

先来先服务算法（FCFS）：按照磁盘请求的顺序进行服务，即先到达磁盘请求先被服务。平均寻道长度为所有磁盘请求与磁头所在磁道之间距离的总和。

最短寻道时间优先算法（SSTF）：选择距离当前磁头最近的磁道进行服务，即每次选择与当前磁头距离最短的磁道进行服务。平均寻道长度为所有磁盘请求与磁头所在磁道之间距离的总和。

扫描算法（SCAN）：磁头按照一个方向移动，直到到达磁盘的最外侧或最内侧，然后改变方向继续移动。平均寻道长度为所有磁盘请求与磁头所在磁道之间距离的总和。

循环扫描算法（CSCAN）：磁头按照一个方向移动，直到到达磁盘的最外侧或最内侧，然后返回到另一个方向的最外侧或最内侧，继续按照原来的方向移动。平均寻道长度为所有磁盘请求与磁头所在磁道之间距离的总和。