电梯调度算法：磁盘调度策略深度解析

在计算机操作系统的学习中，磁盘调度算法是至关重要的一个部分。本实验主要针对的是三种常见的磁盘调度算法：先来先服务（FCFS）、最短寻道时间优先（SSTF）和电梯扫描（SCAN）算法。实验的目的是让参与者深入理解磁盘调度的策略和原理，并通过实践操作掌握这些算法的工作原理。 FCFS算法是一种简单的调度方式，按照请求到达的顺序进行处理，优点是公平性较好，但可能存在长作业等待时间的问题，尤其是在磁头访问磁道的顺序与请求顺序不一致时。 SSTF算法则尽可能地减少磁头移动的距离，每次选择距离当前磁头位置最近的未完成请求，导致磁头在某些情况下可能来回移动，造成寻道时间的浪费，这就是它所谓的不公平性。 电梯扫描算法（SCAN）是改进的SSTF，也被称为“电梯调度”。它避免了SSTF的局部化问题，通过始终保持磁头沿一个方向移动，直到遇到新的请求或者到达边界后转向。这样既能减少不必要的往复，又对中间磁道的请求提供了较好的服务。在实施电梯调度时，需要考虑磁头的当前位置、运行方向以及进程的磁道访问序列，以便计算出最佳的调度序列和平均寻道距离。 在实验要求中，参与者需要编程模拟电梯扫描算法的运行过程，通过实际操作来理解算法的逻辑和性能优化。理论分析部分可能涉及算法的数学模型建立，比如如何通过概率论或图论方法分析不同调度算法的效率，以及如何证明SCAN算法在消除SSTF不公平性的同时，仍能保持一定的效率。 总结来说，本实验不仅锻炼了学生的编程能力，更让他们深入理解了磁盘调度在操作系统中的核心作用，特别是电梯扫描算法的高效性和公平性。通过实验，学生可以更好地评估并优化磁盘访问性能，为后续的系统设计和优化打下坚实基础。