磁盘调度算法实现：FCFS、SSTF与SCAN

"本文将介绍三种常见的磁盘调度算法，并通过C++代码实现它们：先来先服务（FCFS）、最短寻道时间优先（SSTF）和扫描算法（SCAN）。这些算法在操作系统中用于优化磁盘I/O操作的效率，减少磁头移动的总距离，提高系统性能。" 在计算机操作系统中，磁盘调度是管理磁盘控制器对磁盘进行读写操作的顺序，以优化系统的响应时间和整体性能。以下是这三种算法的详细说明： 1. 先来先服务（First-Come, First-Served, FCFS） FCFS是最简单的磁盘调度算法，按照请求访问磁盘的顺序来执行。这个算法遵循公平性原则，但可能不是最优的，因为较短的请求可能会等待较长的时间。FCFS的实现通常是一个简单的队列，新请求被添加到队尾，等待执行。在给出的C++代码中，`FCFS`函数实现了这一逻辑，通过计算每个请求的绝对位置与当前磁头位置之间的距离，求出平均寻道时间。 2. 最短寻道时间优先（Shortest Seek Time First, SSTF） SSTF算法试图减少平均寻道时间，选择离当前磁头位置最近的请求进行服务。这种方法可以避免长等待时间，但可能导致饥饿现象，即某些请求可能永远不会被执行。在给出的`SSTF`函数中，每次迭代都找到当前位置最近的未处理请求，并更新磁头位置。 3. 扫描算法（SCAN） SCAN算法又称为电梯调度算法，它模拟了电梯的工作方式，磁头在一个方向上连续服务请求，直到到达磁盘的一端，然后反向移动并继续服务请求。这样可以减少磁头的反复移动。`SCAN1`函数实现了SCAN算法，首先找到磁盘上所有小于当前磁头位置的请求，然后选择距离最远的请求，接着在反向行程中执行相同的操作。 在实际应用中，这些算法各有优缺点。FCFS简单但效率不高，SSTF能够提高效率但可能导致饥饿，而SCAN在一定程度上兼顾了效率和公平性。根据系统的具体需求和负载情况，可以选择合适的磁盘调度策略。 在C++代码中，磁盘块的位置存储在数组`b[]`中，`n`表示磁盘块的数量，`init`或`k`表示磁头的初始位置。每个函数分别计算并输出了使用该算法时的平均寻道时间。这些代码可以作为理解磁盘调度算法原理的示例，也可以用于教学或测试目的。