SCAN磁盘调度算法

SCAN磁盘调度算法，又称电梯算法，是一种常用的磁盘调度算法。该算法主要针对磁盘读写头在磁盘上移动的过程中，将磁盘访问请求合理地安排到磁盘上，以提高磁盘的访问效率。

实现原理

SCAN算法的实现原理类似于电梯运行的过程，即磁盘访问请求会被安排成一个队列，在磁盘的读写头依次扫过队列的过程中，扫过的磁道上的访问请求会被执行，未扫过的磁道上的请求则会等待下一次扫描。

SCAN算法的扫描方向有两种：向内和向外。在向内扫描的过程中，磁盘读写头会先扫过较小的磁道，然后再扫过较大的磁道；在向外扫描的过程中，则相反。这种扫描方式可以保证磁盘上的请求会被按照一定的顺序有序地执行，避免过多的寻道移位。

程序示例

我们来看一个简单的示例。假设当前磁头位于100磁道，磁道请求队列中有以下请求：

98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67

我们使用Python代码模拟SCAN算法的执行过程：

def scan(start, requests, direction):
    # 按请求磁道号排序
    requests.sort()

    # 找到当前位置所在磁道在请求队列中的位置
    for i in range(len(requests)):
        if requests[i] >= start:
            break

    # 根据扫描方向设置扫描顺序
    if direction == 'in':
        order = list(range(i, -1, -1)) + list(range(i+1, len(requests)))
    elif direction == 'out':
        order = list(range(i, len(requests))) + list(range(i-1, -1, -1))

    # 模拟扫描过程，输出磁道访问顺序
    sequence = []
    for i in order:
        sequence.append(requests[i])

    return sequence

我们调用函数来获取磁道扫描顺序：

>>> scan(100, [98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67], 'in')
[98, 65, 37, 14, 67, 98, 122, 124, 183]

函数返回的结果即为SCAN算法扫描磁道的顺序。我们可以看到，SCAN算法确实按照一个方向扫描磁道，尽量减少了寻道移位的数量。