磁盘调度算法实现：FCFS、SSTF、SCAN

"磁盘调度算法是操作系统中用于管理硬盘读写头移动顺序的一种策略，目的是提高磁盘操作的效率。本文将介绍几种常见的磁盘调度算法，包括先来先服务(FCFS)、最短寻道时间优先(SSTF)、扫描(SCAN)和C-SCAN算法，并提供了一个简单的SSTF算法实现示例。" 磁盘调度算法是操作系统中一个重要的组成部分，主要负责决定磁盘读写请求的执行顺序。当多个进程或线程请求访问不同位置的磁盘扇区时，磁盘调度算法会根据一定的规则来确定哪个请求应该优先处理。 1. 先来先服务(FCFS)算法：FCFS是最简单的磁盘调度算法，按照请求的先后顺序进行服务。这种算法实现简单，但可能导致平均等待时间较长，因为较晚到达的短请求可能会被长时间的长请求延误。 2. 最短寻道时间优先(SSTF)算法：SSTF算法优先选择离当前磁道最近的请求进行服务，以减少平均寻道时间。然而，SSTF算法可能导致饥饿现象，即某些远离当前磁道的请求可能一直得不到服务，尤其是在有新的更近请求不断出现的情况下。 3. 扫描(SCAN)算法：SCAN算法将磁头从一端移动到另一端，服务所有沿途的请求，然后返回另一端，继续服务。这种方式减少了平均寻道时间，但会导致一些请求等待时间较长，特别是那些位于磁头移动方向的反面的请求。 4. C-SCAN算法：C-SCAN算法是对SCAN算法的改进，它在到达磁盘另一端时并不立即返回，而是立即转向反方向移动，形成一个闭合的循环，从而避免了饥饿现象。但是，C-SCAN可能会导致部分请求等待很长时间，因为它们必须等到磁头再次返回到其所在区域。 给定的SSTF算法实现示例中，首先对输入的数据进行排序，然后计算当前磁头位置与各请求位置之间的距离，选取距离最小的请求进行服务。如果下一个请求与当前请求相邻的请求距离更远，那么为了保持磁头的连续移动，算法会进行一次旋转操作，将当前请求和相邻请求的位置互换。 总结来说，磁盘调度算法的选择直接影响了系统的响应时间和效率。FCFS简单但可能导致不公平，SSTF追求最小寻道时间但可能导致饥饿，SCAN和C-SCAN则通过全局移动策略优化了平均等待时间。实际应用中，需要根据系统需求和性能指标来选择合适的算法。