FCFS、SSTF、SCAN算法

FCFS、SSTF、SCAN算法都是磁盘调度算法，用于优化磁盘访问的效率。

FCFS（First-Come-First-Serve）算法是最简单的磁盘调度算法，按照磁盘请求的先后顺序进行访问，但是它不能考虑到磁盘请求的位置和访问时间，容易产生“饥饿现象”。

SSTF（Shortest-Seek-Time-First）算法在当前磁头位置附近选择最短寻道时间的磁盘请求进行访问，可以减少平均寻道时间，但是容易产生“优先级反转”问题，即某些请求长时间得不到访问。

SCAN算法是将磁盘请求按照磁盘请求队列中的地址顺序排列，磁头从一端开始扫描，直到扫描到队列的另一端，然后掉头继续扫描，避免了“饥饿现象”和“优先级反转”问题，但是会产生“中间区域请求等待时间过长”问题。

不同的磁盘访问模式下，不同的算法都有其适用性，需要根据具体情况进行选择。

相关问题

fcfs sstf scan cscan

### 回答1：
FCFS：先来先服务，是一种调度算法，按照作业到达的顺序进行调度。

SSTF：最短寻道时间优先，是一种磁盘调度算法，按照磁头距离最近的磁道进行调度。

SCAN：扫描算法，是一种磁盘调度算法，磁头按照一个方向移动，直到到达磁盘的一端，然后改变方向继续移动。

CSCAN：循环扫描算法，是一种磁盘调度算法，磁头按照一个方向移动，直到到达磁盘的一端，然后回到磁盘的另一端继续移动。

### 回答2：
FCFS（先来先服务）是一种最基本的磁盘调度算法，它按照磁盘请求的先后顺序来安排磁盘访问，不会对请求的位置进行任何优化，也无法避免磁盘头的寻道移动，因此会造成长等待时间和低效率的情况。FCFS适用于只有一个程序在磁盘上读写且磁盘访问请求较少的情境。

SSTF（最短寻道时间优先）算法是一种更高效的磁盘调度算法，它通过计算相邻请求磁道与当前磁头的距离来决定下一次磁头移动方向，从而使得磁头在磁盘上移动的距离最小。但是SSTF并不能避免饥饿问题，当存在大量服务请求时，它可能无法及时响应部分请求，从而使得磁头移动距离增加。

SCAN（扫描）算法也是一种磁盘调度算法，它是按磁头扫描方向进行调度的，当磁头到达一侧边界时，磁头会反向扫描，这样可以使得磁盘上的请求得到均匀的调度。但是SCAN算法也存在一定的缺点，当请求比较密集时，磁头来回移动的次数增加会影响磁盘的性能。

CSCAN（循环扫描）算法是SCAN算法的改进版，它能够有效地减少磁头在磁盘上移动的距离。CSCAN算法也是按磁头扫描方向进行调度，当磁头到达一侧边界时，它会直接返回到另一端进行扫描，这样可以避免磁头反向移动。这种算法适用于请求比较密集的情境，能够合理调度磁盘读写请求，提高磁盘调度效率。

总之，不同的磁盘调度算法都有其适用的情境和优劣点，需要根据实际情况进行选择。

### 回答3：
FCFS、SSTF、SCAN、C-SCAN是磁盘调度算法，用于指导磁盘按照何种顺序读写数据。

FCFS（First-Come-First-Serve）算法是最简单的磁盘调度算法，它按照请求的先后顺序进行读写。但是，FCFS算法存在低效问题，当磁盘读写密度大、请求并发高时，平均等待时间会变得十分长。

SSTF（Shortest-Seek-Time-First）算法是一种优化算法，它总是选择最短路径的读写请求。SSTF能极大地减小平均寻道时间，提高磁盘读写效率。但是SSTF算法优先考虑寻找靠近当前磁道的读写请求，可能出现在磁盘的某个区域形成“饥饿”现象。

SCAN算法（又叫电梯算法）是按照一个方向前进处理磁盘读写请求，直到该方向无请求之后，再改变方向处理请求。SCAN算法的特点是避免了“饥饿”现象，其缺点在于在每次改变方向时需要退回至磁盘的最大磁道。

C-SCAN（Circular-SCAN）算法是SCAN算法的进一步改进。C-SCAN的处理方式是，在磁盘某一磁道没有读写请求时，将磁头移动到磁盘的最小或最大磁道，继续处理请求。C-SCAN算法适用于具有轴对称特点的磁盘系统，能够让磁头遍历磁盘并进行全部请求读写操作。

综上所述，FCFS适用于请求较少的情况，SSTF适用于需要高效处理寻道时间的情况，SCAN适用于请求密集且磁盘范围较大的情况，C-SCAN适用于在请求密集的情况下同时保证磁盘访问范围较小的情况。

写出FCFS SSTF SCAN CSCAN java代码

以下是FCFS、SSTF、SCAN、CSCAN算法的Java实现示例：

FCFS：

public static int FCFS(int[] requests, int head) {
    int total = 0;
    int cur = head;
    for (int i = 0; i < requests.length; i++) {
        total += Math.abs(cur - requests[i]);
        cur = requests[i];
    }
    return total;
}

SSTF：

public static int SSTF(int[] requests, int head) {
    int total = 0;
    int cur = head;
    boolean[] visited = new boolean[requests.length];
    Arrays.fill(visited, false);
    for (int i = 0; i < requests.length; i++) {
        int minDist = Integer.MAX_VALUE;
        int index = -1;
        for (int j = 0; j < requests.length; j++) {
            if (!visited[j]) {
                int dist = Math.abs(cur - requests[j]);
                if (dist < minDist) {
                    minDist = dist;
                    index = j;
                }
            }
        }
        visited[index] = true;
        total += minDist;
        cur = requests[index];
    }
    return total;
}

SCAN：

public static int SCAN(int[] requests, int head, int max) {
    int total = 0;
    int cur = head;
    boolean left = true;
    Arrays.sort(requests);
    int index = Arrays.binarySearch(requests, cur);
    if (index < 0) {
        index = -index - 1;
    }
    while (index < requests.length && requests[index] <= cur) {
        index++;
    }
    if (index == requests.length) {
        left = false;
        index--;
    }
    while (true) {
        if (left) {
            total += cur;
            if (index == 0) {
                total += requests[index];
                cur = requests[index];
                left = false;
                index++;
            } else {
                total += cur - requests[index - 1];
                cur = requests[index - 1];
                index--;
            }
        } else {
            total += max - cur;
            if (index == requests.length - 1) {
                total += max - requests[index];
                cur = requests[index];
                left = true;
                index--;
            } else {
                total += requests[index + 1] - cur;
                cur = requests[index + 1];
                index++;
            }
        }
        if (index < 0 || index >= requests.length) {
            break;
        }
    }
    return total;
}

CSCAN：

public static int CSCAN(int[] requests, int head, int max) {
    int total = 0;
    int cur = head;
    boolean left = true;
    Arrays.sort(requests);
    int index = Arrays.binarySearch(requests, cur);
    if (index < 0) {
        index = -index - 1;
    }
    while (index < requests.length && requests[index] <= cur) {
        index++;
    }
    if (index == requests.length) {
        index = 0;
    }
    while (true) {
        if (left) {
            total += cur;
            if (index == requests.length) {
                total += max - cur;
                cur = 0;
                index = 0;
            } else {
                total += cur - requests[index - 1];
                cur = requests[index - 1];
            }
            left = false;
        } else {
            total += max - cur;
            if (index == 0) {
                total += max - requests[requests.length - 1];
                cur = max;
                index = requests.length;
            } else {
                total += requests[index] - cur;
                cur = requests[index];
            }
            left = true;
        }
        if (index == requests.length && !left) {
            break;
        }
    }
    return total;
}