操作系统课程设计：磁盘调度算法分析与Java实现

"这篇文档是2015年广东工业大学计算机学院的一份操作系统课程设计，主题为磁盘调度，包含了使用Java编程语言实现的各种磁盘调度算法，如FCFS（先到先服务）、SSTF（最短寻道时间优先）和SCAN（扫描）算法。该设计由孙为军老师指导，并在2016年1月完成。" 在操作系统中，磁盘调度是管理硬盘驱动器读写请求的重要部分，旨在优化I/O性能和响应时间。以下是针对文档中提及的几种磁盘调度算法的详细说明： 1. **先到先服务算法 (FCFS)** FCFS是最基础的调度策略，按照进程请求访问磁盘的顺序来处理。它易于理解和实现，确保了公平性，因为每个进程都会按照其请求的顺序得到服务。然而，这种方法并未考虑磁道的物理位置，可能导致长寻道时间，尤其是在高并发环境下，可能会造成等待时间过长，降低了系统的吞吐量。 2. **最短寻道时间优先调度算法 (SSTF)** SSTF算法选择与当前磁道距离最近的请求来减少寻道时间，以提高效率。这种方法通常能够提供较高的吞吐量，但其缺陷在于可能导致饥饿现象，即某些进程（尤其是那些远离当前磁道的进程）可能长时间得不到服务，尤其是在请求密集时，可能会出现“磁道旋转”问题，导致某些请求的响应时间无法预测。 3. **扫描算法 (SCAN)** 扫描算法试图在磁道之间进行连续移动，类似于电梯的工作方式，因此也被称为电梯调度算法。它优先选择与磁头当前移动方向相同并且距离最近的请求，以减少磁头的反复移动。这种方式可以平衡服务分布，减少平均寻道时间，并且避免了SSTF的饥饿问题。然而，如果请求分布在磁盘的两个极端，SCAN算法可能会导致一些请求的等待时间较长。 在实际应用中，这些算法各有优缺点，选择哪种取决于具体的应用场景和性能需求。例如，对于实时性要求较高的系统，可能会倾向于SSTF或SCAN，以减少平均响应时间；而对于公平性和系统整体效率更看重的环境，FCFS可能是合理的选择。在Java环境下，实现这些算法可以帮助学生深入理解它们的工作原理，并通过模拟实验来比较不同算法的性能效果。