磁盘寻道调度算法CSACN

### CSCAN 磁盘寻道调度算法原理

CSCAN（Circular SCAN 或者 Circular Elevator Algorithm）是一种改进型的磁盘调度算法，旨在解决传统 SCAN 算法中存在的某些不足之处。在 CSCAN 中，磁头按照单向循环的方式移动，先由内向外扫描所有请求，到达最外侧后立即返回到最内侧继续处理新到来的请求而不做任何停留[^1]。

具体来说：

- 当磁头位于某一位置时，会沿着固定的方向（通常是向外）依次服务靠近该方向上的所有未完成请求。
- 到达边界之后，磁头迅速跳转回另一端起点处重新开始新一轮扫描周期。
- 这种方式有效减少了因频繁改变运动趋势而导致的时间浪费，并且使得整个存储空间内的各部分得到相对均衡的服务机会[^2]。

#### Python 实现示例

下面是一个简单的 Python 函数用于模拟 CSCAN 调度过程：

def cscan(disk_requests, current_position=0, max_cylinder=199):
    # 初始化变量
    seek_sequence = []
    total_seek_operations = 0
    
    # 将当前位置加入列表并排序
    disk_requests.append(current_position)
    sorted_disk_requests = sorted(set(disk_requests))
    
    index_of_current_pos = sorted_disk_requests.index(current_position)

    # 处理从当前位置到最大柱面之间的请求
    for i in range(index_of_current_pos, len(sorted_disk_requests)):
        seek_sequence.append(sorted_disk_requests[i])
        
    # 返回起始点
    seek_sequence.append(max_cylinder + 1)  
    total_seek_operations += abs(max_cylinder + 1 - sorted_disk_requests[-1])

    # 继续处理剩余的小于等于当前磁头位置的请求
    for j in range(0, index_of_current_pos):
        seek_sequence.append(sorted_disk_requests[j]) 

    # 计算总的寻道次数
    for k in range(len(seek_sequence)-1):
        total_seek_operations += abs(seek_sequence[k+1]-seek_sequence[k])

    return seek_sequence[:-1], total_seek_operations


# 测试数据集
disk_requests_example = [82, 170, 43, 140, 24, 16, 180]
current_head_position = 50

sequence, operations = cscan(disk_requests_example, current_head_position)
print(f"CSCAN Seek Sequence: {sequence}")
print(f"Total number of seek operations with CSCAN is {operations}.")