各种磁盘调度算法的优缺点

磁盘调度算法

磁盘调度算法是 I/O 系统中的一部分，它利用某种算法将磁盘上的请求调度至磁盘磁头。磁盘调度算法的目标是减少寻道时间，提高响应速度。

常见的磁盘调度算法有以下几种：

• 先来先服务 (FCFS)
• 最短寻道时间优先 (SSTF)
• 扫描算法 (SCAN)
• 循环扫描算法 (C-SCAN)
• LOOK 算法
• C-LOOK 算法

FCFS 算法

FCFS 算法是最简单的磁盘调度算法之一。该算法按照磁盘请求的到达时间依次进行调度。由于该算法没有考虑到磁道的位置，因此可能出现某些进程的等待时间很长，同时也可能出现磁头来回移动的情况。

FCFS 算法的优点是简单易懂，容易实现。但是其缺点也很明显，对于磁盘的利用率较低，并且可能会出现进程等待时间过长的情况。

SSTF 算法

SSTF 算法优先调度距离当前磁头位置最近的请求。该算法可以减少磁头的移动距离，提高磁盘的寻道速度。但是该算法可能会导致某些请求一直得不到执行，从而出现"饥饿"现象。

SSTF 算法的优点是可以减少寻道时间，提高磁盘的响应速度。缺点是可能会出现某些请求得不到满足的情况。

SCAN 算法

SCAN 算法又称电梯算法，其调度方式类似于电梯的运行方式。SCAN 算法按照磁头移动方向将请求分为两个队列，然后按照一个方向进行调度，直到磁盘的一端。然后将方向反转，按照另一个方向执行请求。

SCAN 算法的优点是可以使磁头运动的方向一直单向，避免了磁头的来回移动，从而提高了寻道速度。缺点是可能会出现某些请求得不到满足的情况，同时由于磁头一直单向运动，可能会导致所有请求等待时间不同，出现不公平的情况。

C-SCAN 算法

C-SCAN 算法是 SCAN 算法的一种变体，它只在磁头运动到磁盘的一端时才返回到另一端。由于该算法会强制磁头一直向一个方向进行移动，因此可以提高寻道速度。

C-SCAN 算法的优点是可以避免磁头的来回移动，提高磁盘的利用率。缺点是可能会出现某些请求得不到满足的情况，同时可能会导致所有请求等待时间不同，出现不公平的情况。

LOOK 算法

LOOK 算法与 SCAN 算法类似，但是它不需要将磁头返回到磁盘的另一端。LOOK 算法按照磁头移动的方向进行调度，直到没有请求需要执行。然后调头反向移动，执行另一侧的请求。

LOOK 算法的优点是可以避免磁头的来回移动，提高磁盘的利用率。缺点是可能会出现某些请求得不到满足的情况，同时可能会导致所有请求等待时间不同，出现不公平的情况。

C-LOOK 算法

C-LOOK 算法是 LOOK 算法的一种变体，它只在磁头运动到最后一个请求时才返回到最开始的那个请求进行扫描。由于该算法强制磁头单向移动，因此可以提高寻道速度。

C-LOOK 算法的优点是可以避免磁头的来回移动，提高磁盘的利用率。缺点是可能会出现某些请求得不到满足的情况，同时可能会导致所有请求等待时间不同，出现不公平的情况。

总的来说，磁盘调度算法的选择应该根据具体的应用场景进行选择。对于 I/O 请求较少的场景，使用较简单的 FCFS 算法即可；对于 I/O 请求较多的场景，可以采用 SSTF、SCAN、LOOK、C-SCAN 或 C-LOOK 算法等高效的算法进行综合调度。