电梯调度算法之FCFS、SSTF、SCAN与LOOK

在计算机系统中，磁盘I/O调度算法和电梯运行调度有着异曲同工之妙。常见的电梯调度算法有FCFS（先来先服务）、SSTF（最短寻道时间优先）、SCAN（扫描算法）与LOOK（循环扫描算法），下面让我们深入了解一下。

FCFS是最为简单直接的算法。它按照请求的先后顺序来处理任务。就像电梯依次响应每个楼层的呼叫，无论这些请求的位置如何。这种算法的优点是实现简单，公平性强，不会偏袒任何一个请求。然而，它的效率较低，尤其是当请求分布比较分散时，电梯可能会在不同楼层间频繁往返，导致整体运行时间增加。

SSTF算法则旨在减少寻道时间。它优先处理距离当前位置最近的请求。类比电梯运行，就是先前往距离当前楼层最近的目标楼层。这种算法能显著减少平均寻道时间，提高系统性能。但它也存在“饥饿”问题，即如果不断有距离近的请求出现，那些距离远的请求可能长时间得不到响应。

SCAN算法，也叫电梯算法。电梯就像一个在轨道上来回移动的设备，从一端移动到另一端，在移动过程中依次响应途中的请求。到达一端后，它会改变方向，继续响应反方向的请求。该算法能有效避免“饥饿”现象，同时也兼顾了整体的运行效率。不过，在请求分布不均匀时，电梯在某些区域可能会频繁停靠，影响效率。

LOOK算法是对SCAN算法的优化。它不像SCAN那样一定要到达最远端才改变方向，而是在最远请求处就改变方向。这意味着电梯不会做不必要的行程，进一步提高了运行效率。而且同样能保证所有请求最终都能得到处理，避免了“饥饿”问题。

在实际应用中，不同的场景需要选择合适的调度算法。如果追求简单公平，FCFS是不错的选择；想要提高效率减少寻道时间，SSTF较为合适；而在需要兼顾效率与避免“饥饿”的场景下，SCAN和LOOK算法则更具优势。理解这些算法，有助于我们更好地优化系统性能，提升资源利用率。