磁盘调度算法：FCFS、SSTF与SCAN

"该文档是一份关于操作系统课程设计的任务书，专注于磁盘调度算法的研究，包括先来先服务（FCFS）、最短寻道时间优先（SSTF）和扫描（SCAN，即电梯调度算法）这三种算法。学生需要通过设计和实现这些算法来加深对磁盘调度的理解，并优化磁盘的查找策略以提高系统性能。文档结构包含了需求分析、概要设计、详细设计、运行结果与分析、总结和心得以及参考文献和源代码附录。" 在操作系统中，磁盘调度算法是至关重要的，它决定了磁头如何在磁盘的不同扇区间移动以满足I/O请求。以下是关于这三种磁盘调度算法的详细说明： 1. **先来先服务算法 (FCFS)** FCFS是最简单的调度策略，按照请求的顺序服务各个磁盘请求。每个请求在它前面的所有请求完成后才会被处理。这种算法实现简单，但可能导致长时间等待，尤其当一个大请求阻塞了多个小请求时。 2. **最短寻道时间优先算法 (SSTF)** SSTF算法优先选择离当前磁头位置最近的请求，以最小化寻道时间。然而，SSTF容易引发饥饿现象，即某些请求可能长时间无法得到服务，尤其是当新请求不断出现且距离磁头更近时。 3. **扫描算法 (SCAN，电梯调度算法)** SCAN算法模拟电梯的运作方式，磁头在一个方向上连续地服务请求，直到到达磁盘的边界，然后反向移动并继续服务另一个方向上的请求。这种方法减少了平均寻道时间，但可能会导致某些请求等待较长时间，特别是当请求位于磁头当前运动方向的反方向。 课程设计的目标是通过实践理解这些算法的优缺点，以及它们如何影响系统的整体性能。在理论依据部分，提到了磁盘访问时间由查找时间、延迟时间和传送时间组成，而查找时间是关键。通过优化查找策略，可以提高磁盘工作效率。 在概要设计中，可能涉及到设计方法的选择，例如使用何种编程语言实现这些算法，以及所采用的技术，如数据结构（如队列或栈）和算法设计技巧。运行环境可能指定了操作系统平台和开发工具。 详细设计部分，将详细介绍算法的实现流程，包括流程图和主要代码。运行结果与分析将展示不同算法的执行效果，比较它们的平均寻道长度、等待时间等性能指标。总结和心得部分则反映了学生对整个设计过程的反思和收获。 参考文献将列出用于研究和实现算法的相关资料，而附录中的程序源代码提供了实际实现的细节。 通过这样的课程设计，学生不仅能够理解理论知识，还能通过实践提升解决问题的能力，对于操作系统中的I/O管理和资源调度有更深入的认识。