磁盘调度算法

深藏阁楼爱情的钟 2023-10-13 09:05 40阅读 0赞

**目录**

平均寻道长度

先来先服务算法（FCFS）

最短寻道时间优先（SSTF）

扫描算法（SCAN）（电梯调度算法）

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#### 平均寻道长度 ####

平均寻道长度是磁盘调度算法的性能指标之一，用于评估磁头在访问磁盘上的数据时的平均移动距离。

1.  先来先服务（FCFS）算法： 平均寻道长度 = 所有磁头移动距离之和 / 磁头移动的请求数量
    
    该算法按照磁盘请求到达的顺序依次进行处理，即先来的请求先被满足。因此，平均寻道长度取决于磁盘请求的顺序。
2.  最短寻道时间优先（SSTF）算法： 平均寻道长度 = 所有相邻磁道移动距离之和 / 磁头移动的请求数量
3.  扫描算法

> 对于扫描算法，其平均寻道长度计算方法如下：
> 
> 1.  假设有n个请求，分别位于不同的楼层。
> 2.  将所有请求按照楼层的顺序进行排序。
> 3.  假设当前电梯所在楼层为initial\_floor。
> 4.  电梯开始从初始楼层移动，向一个方向（上或下）扫描，直到达到最高或最低楼层。
> 5.  在扫描的过程中，计算电梯所经过的每个楼层与前一个楼层的距离，将其累加得到总的寻道长度。
> 6.  当电梯到达最高楼层（或最低楼层）时，改变方向，反向扫描。
> 7.  重复步骤5和6，直到电梯访问完所有请求。

#### 先来先服务算法（FCFS） ####

根据进程请求访问磁道的先后顺序进行调度

**优点**：对每个进程都是公平的  
**缺点**：请求访问的磁盘很分散的话，性能很差，寻道时间长

**例题**：  
假设磁头的初始位置是100号磁道，有多个进程先后陆续地请求访问 55、58、39、18、90、160、150、38、184 号磁道

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> 磁头移动的次序：55、58、39、18、90、160、150、38、184

总移动的磁道数：45+3+19+21+72+70+10+112+146 = 498  
平均寻道长度：498/9=55.3

#### 最短寻道时间优先（SSTF） ####

根据其要求访问的磁道与当前的磁头所在磁道距离最近进行调度以使每次的寻道时间最短，但并不能保证平均寻道时间最短

优点：性能较好，平均寻道时间短  
缺点：可能产生“饥饿”现象

例题：  
假设磁头的初始位置是100号磁道，有多个进程先后陆续地请求访问 55、58、39、18、90、160、150、38、184 号磁道

![840292c6003c4743afdeb9732ec4ceca.png][]

> 磁头移动的次序：90、58、55、39、38、18、150、160、184

总移动的磁道数：(100-18)+(184-18) = 248  
平均寻道长度：248/9=27.5

#### 扫描算法（SCAN）（电梯调度算法） ####

由于最短寻道时间优先算法会产生饥饿现象。扫描算法优先考虑的磁头当前移动方向，若磁头**自里向外移动**时，扫描算法考虑下一个访问对象应是其欲访问的磁道即在当前**磁道之外，又距离最近**。这样避免“饥饿”，又称电梯调度算法。（像电梯一样先上后下或者先下后上）

优点：性能较好，平均寻道时间较短，不会产生饥饿现象  
缺点：对于各个位置磁道的响应频率不平均

例题：  
假设磁头的初始位置是100号磁道，磁头向磁道号增大的方向移动，有多个进程先后陆续地请求访问 55、58、39、18、90、160、150、38、184 号磁道

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> 磁头移动的次序：150、160、184、90、58、55、39、38、18

总移动的磁道数：(184-100)+(184-18) = 250  
平均寻道长度：250/9=27.8

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