C-LOOK 与 C-SCAN 磁盘调度算法的区别

2025 年 4 月 28 日 | 阅读 5 分钟

操作系统进行磁盘调度是为了安排到达磁盘的 I/O 请求。磁盘调度也称为 I/O 调度。磁盘调度很重要,因为可能有很多进程发出 I/O 请求,而磁盘控制器一次只能处理一个 I/O 请求。因此,其他 I/O 请求需要等待并需要进行调度。

两个或更多请求可能相距很远,导致磁盘臂移动更大。硬盘是计算机系统中速度最慢的部分之一,因此需要高效访问。以下是磁盘调度中使用的一些重要术语,例如:

  • 寻道时间:寻道时间是指将磁盘臂定位到要读取或写入数据的指定磁道所需的时间。因此,平均寻道时间最短的磁盘调度算法更好。
  • 旋转延迟:旋转延迟是指所需磁盘扇区旋转到可以访问读/写头的位置所需的时间。因此,旋转延迟最短的磁盘调度算法更好。
  • 传输时间:传输时间是指传输数据所需的时间,它取决于磁盘的旋转速度和要传输的字节数。
  • 磁盘访问时间:磁盘访问时间是寻道时间、旋转延迟和传输时间的总和。
  • 磁盘响应时间:响应时间是指请求等待执行其 I/O 操作的平均时间。平均响应时间是所有请求的响应时间。响应时间方差是衡量个体请求相对于平均响应时间的满足程度。因此,响应时间方差最小的磁盘调度算法更好。

许多磁盘调度算法包括 FCFS、SSTF、SCAN、C-SCAN、LOOK、C-LOOK、RSS、LIFO、F-SCAN 和 N-STEP SCAN。

什么是 C-SCAN 磁盘调度算法?

C-SCAN 算法,也称为循环电梯算法,是 SCAN 算法的修改版本。在该算法中,磁头指针从磁盘的一端开始,向另一端移动,服务中间的所有请求。到达另一端后,磁头反转方向回到起点,然后以与之前相同的方向满足剩余的请求。与 C-LOOK 不同,磁头指针将一直移动到磁盘的末尾,无论是否有请求。

例如:考虑一个有 200 个磁道的磁盘(0-199),并且磁盘队列按以下顺序包含 I/O 请求:

读/写头的当前磁头位置是 53,将向右移动。计算使用 C-SCAN 算法的读/写头总的磁道移动次数。

C-LOOK vs C-SCAN Disk Scheduling Algorithm

优点

C-SCAN 调度算法具有以下优点:

  • 与 SCAN 算法相比,减少了磁头刚刚经过的柱道的等待时间。
  • 它提供了统一的等待时间。
  • 它提供了更好的响应时间。

缺点

C-SCAN 调度算法也存在一些缺点:

  • 与 SCAN 算法相比,它导致更多的寻道移动。
  • 即使没有要服务的请求,它也会导致磁头移动到磁盘的末尾。

什么是 C-LOOK 磁盘调度算法?

C-LOOK 是 LOOK 和 C-SCAN 算法的修改版本。在该算法中,磁头从一端的第一个请求开始,向另一端的最后一个请求移动,服务中间的所有请求。到达一端的最后一个请求后,磁头跳到另一个方向,移动到剩余的请求,然后以与之前相同的方向满足它们。与 C-SCAN 不同,磁头指针将移动到磁盘的最后一个请求。

例如:考虑一个有 200 个磁道的磁盘(0-199),并且磁盘队列按以下顺序包含 I/O 请求:

读/写头的当前磁头位置是 53,将向右移动。计算使用 C-LOOK 算法的读/写头总的磁道移动次数。

C-LOOK vs C-SCAN Disk Scheduling Algorithm

C-LOOK 磁盘调度算法的优点

C-LOOK 磁盘调度算法具有以下优点:

  • 当没有要服务的请求时,它不会导致磁头移动到磁盘的末尾。
  • 它减少了磁头刚刚经过的柱道的等待时间。
  • 与 LOOK 算法相比,它提供了更好的性能。
  • 它不会导致饥饿。
  • 它提供了响应时间和等待时间的低方差。

CLOOK 磁盘调度算法的缺点

CLOOK 磁盘调度算法存在一些缺点:

  • 查找结束请求存在开销。

C-LOOK 与 C-SCAN 磁盘调度算法的区别

这些算法非常相似,但 C-LOOK 和 C-SCAN 磁盘调度算法之间存在以下区别:

C-LOOK 磁盘调度算法C-SCAN 磁盘调度算法
C-LOOK 算法在所有磁盘调度算法中具有最佳性能。而与 C-LOOK 相比,C-SCAN 的性能有所下降。
C-LOOK 算法比 C-SCAN 更有效地处理请求。与 C-LOOK 算法相比,这里的请求处理效果不佳。
C-LOOK 提供了较低的响应时间和等待时间方差。C-SCAN 提供了统一的等待时间和响应时间。
在 C-LOOK 算法中,存在查找结束请求的开销。与 C-LOOK 相比,C-SCAN 算法会导致更多的寻道时间。
在上述 C-LOOK 算法的例子中,磁头从 53 开始移动,并在右侧方向服务所有请求,直到到达一端的最后一个请求。然后它跳到剩余的请求,并在右侧方向服务它们。在上述 C-SCAN 算法的例子中,磁头从 53 开始移动,并在右侧方向服务所有请求,直到到达另一端。然后它跳到另一端,并在右侧方向服务剩余的请求。
它以吞吐量为代价,提供了比 LOOK 更低的响应时间方差。它通过避免对最内层和最外层磁道的歧视,在保持高吞吐量的同时,进一步限制了响应时间的方差。