電梯掃描演算法實例

❶ scan掃描演算法要到端嗎

scan掃描演算法要到端。掃描演算法（SCAN）也叫電梯演算法。只有磁頭移動到最外側磁軌時才能往內移動，移動到最內側磁軌的時候才能往外移動。

❷ 高手給解釋下，操作系統中的，電梯調度演算法和掃描調度演算法的區別到底是什麼最好舉例圖

操作系統概念那本書上有圖，電梯就是磁頭一直向左然後一直向右這么來來回回。CSCAN就是磁頭一直向左，然後再回到右邊開始一直向左，類似於示波器的逐行掃描。

❸ 2018-06-09

一、常見的批處理作業調度演算法

1.先來先服務調度演算法（FCFS）:就是按照各個作業進入系統的自然次序來調度作業。這種調度演算法的優點是實現簡單，公平。其缺點是沒有考慮到系統中各種資源的綜合使用情況，往往使短作業的用戶不滿意，因為短作業等待處理的時間可能比實際運行時間長得多。

2.短作業優先調度演算法(SPF): 就是優先調度並處理短作業，所謂短是指作業的運行時間短。而在作業未投入運行時，並不能知道它實際的運行時間的長短，因此需要用戶在提交作業時同時提交作業運行時間的估計值。

3.最高響應比優先演算法(HRN)：FCFS可能造成短作業用戶不滿，SPF可能使得長作業用戶不滿，於是提出HRN，選擇響應比最高的作業運行。響應比=1+作業等待時間/作業處理時間。

4. 基於優先數調度演算法(HPF)：每一個作業規定一個表示該作業優先順序別的整數，當需要將新的作業由輸入井調入內存處理時，優先選擇優先數最高的作業。

5.均衡調度演算法，即多級隊列調度演算法

基本概念：

  作業周轉時間（Ti）＝完成時間(Tei)－提交時間(Tsi)

  作業平均周轉時間(T)＝周轉時間/作業個數

  作業帶權周轉時間（Wi）＝周轉時間/運行時間

  響應比＝（等待時間＋運行時間）/運行時間

二、進程調度演算法

1.先進先出演算法(FIFO)：按照進程進入就緒隊列的先後次序來選擇。即每當進入進程調度，總是把就緒隊列的隊首進程投入運行。

2. 時間片輪轉演算法(RR)：分時系統的一種調度演算法。輪轉的基本思想是，將CPU的處理時間劃分成一個個的時間片，就緒隊列中的進程輪流運行一個時間片。當時間片結束時，就強迫進程讓出CPU，該進程進入就緒隊列，等待下一次調度，同時，進程調度又去選擇就緒隊列中的一個進程，分配給它一個時間片，以投入運行。

3. 最高優先順序演算法(HPF)：進程調度每次將處理機分配給具有最高優先順序的就緒進程。最高優先順序演算法可與不同的CPU方式結合形成可搶占式最高優先順序演算法和不可搶占式最高優先順序演算法。

4. 多級隊列反饋法：幾種調度演算法的結合形式多級隊列方式。

三、空閑分區分配演算法

\1. 首先適應演算法：當接到內存申請時，查找分區說明表，找到第一個滿足申請長度的空閑區，將其分割並分配。此演算法簡單，可以快速做出分配決定。

2. 最佳適應演算法：當接到內存申請時，查找分區說明表，找到第一個能滿足申請長度的最小空閑區，將其進行分割並分配。此演算法最節約空間，因為它盡量不分割到大的空閑區，其缺點是可能會形成很多很小的空閑分區，稱為「碎片」。

3. 最壞適應演算法：當接到內存申請時，查找分區說明表，找到能滿足申請要求的最大的空閑區。該演算法的優點是避免形成碎片，而缺點是分割了大的空閑區後，在遇到較大的程序申請內存時，無法滿足的可能性較大。

四、虛擬頁式存儲管理中的頁面置換演算法

1.理想頁面置換演算法(OPT)：這是一種理想的演算法，在實際中不可能實現。該演算法的思想是：發生缺頁時，選擇以後永不使用或在最長時間內不再被訪問的內存頁面予以淘汰。

2.先進先出頁面置換演算法(FIFO)：選擇最先進入內存的頁面予以淘汰。

3. 最近最久未使用演算法（LRU）：選擇在最近一段時間內最久沒有使用過的頁，把它淘汰。

4.最少使用演算法（LFU）：選擇到當前時間為止被訪問次數最少的頁轉換。

三、磁碟調度

1.先來先服務（FCFS）：是按請求訪問者的先後次序啟動磁碟驅動器，而不考慮它們要訪問的物理位置

2.最短尋道時間優先（SSTF）：讓離當前磁軌最近的請求訪問者啟動磁碟驅動器，即是讓查找時間最短的那個作業先執行，而不考慮請求訪問者到來的先後次序，這樣就克服了先來先服務調度演算法中磁臂移動過大的問題

3.掃描演算法（SCAN）或電梯調度演算法：總是從磁臂當前位置開始，沿磁臂的移動方向去選擇離當前磁臂最近的那個柱面的訪問者。如果沿磁臂的方向無請求訪問時，就改變磁臂的移動方向。在這種調度方法下磁臂的移動類似於電梯的調度，所以它也稱為電梯調度演算法。

4.循環掃描演算法（CSCAN）：循環掃描調度演算法是在掃描演算法的基礎上改進的。磁臂改為單項移動，由外向里。當前位置開始沿磁臂的移動方向去選擇離當前磁臂最近的哪個柱面的訪問者。如果沿磁臂的方向無請求訪問時，再回到最外，訪問柱面號最小的作業請求。

對一個進程來說,一個重要的指標是它執行所需要的時間. 從進程提交到進程完成的時間間隔為周轉時間.也就是等待進入內存的時間,在就緒隊列中等待的時間,在 CPU中執行的時間和I/O操作的時間的總和.

例1.設一個系統中有5個進程，它們的到達時間和服務時間如下，A的到達時間為0，服務時間為3；B的到達時間為2，服務時間為6；C的到達時間為4，服務時間為4；D的到達時間為6，服務時間為5；E的 到達時間為8，服務時間為2，忽略1/0以及其他開銷時間，若分別按先來先服務（fFCFS）進行CPU調度，其平均周轉時間為？

10.2

6.4

8.6

4.5

先來先服務調度演算法

進程名  到達時間 服務時間  開始執行時間  完成時間  周轉時間

A              0              3                0                3                3

B              2              6                3                9                7

C              4              4                9                13              9

D              6              5                13              18              12

E              8              2                18              20              12

周轉時間 = 完成時間 - 到達時間

平均周轉時間 = 所有進程周轉時間 / 進程數 = （3+7+9+12+12）/ 5 = 8.6

單道批處理系統中有4個作業，J1的提交時間8.0，運行時間為2.0；J2的提交時間8.6，運行時間為0.6；J3提交時間8.8，運行時間為0.2；J4的提交時間9.0，運行時間為0.5。在採用響應比高者優先調度演算法時，其平均周轉時間為T為（）小時？

2.5

1.8

1.975

2.675

周轉時間=作業完成時間-作業提交時間

響應比=（作業等待時間+作業執行時間）/作業執行時間

當提交J1時，只有J1作業，執行J1，J1的周轉時間為2，此時時間為10.

J2、J3、J4提交時，由於正在執行J1，因此等待。

當J1執行完畢（此時時間為10），J2、J3、J4的等待時間分別為：1.4,1.2,1，

其響應比分別為：1.4/0.6+1=3.33    1.2/0.2+1=7      1/0.5+1=3，因此執行J3，J3的周轉時間為1.2+0.2=1.4

當J3執行完畢（此時時間為10.2），J2和J4的等待時間分別為1.6,1.2，

其響應比分別為：1.6/0.6+1=3.66      1.2/0.5+1=3.4，因此執行J2，J2的周轉時間為1.6+0.6=2.2

執行J2完畢後時間為10.8，接下來執行J4，執行完後時時間為11.3，J4的周轉時間為2.3

於是平均周轉時間為（2+1.4+2.2+2.3）/4=1.975

如果系統作業幾乎同時到達，則使系統平均作業周轉時間最短的演算法是短作業優先。

例3、

現有4個同時到達的作業J1,J2,J3和J4,它們的執行時間分別是3小時,5小時,7小時,9小時系統按單道方式運行且採用短作業優先演算法,則平均周轉時間是()小時

12.5

24

19

6

作業到達時間執行時間開始時間完成時間周轉時間

J103033

J20 5388

J30781515

J409152424

平均周轉時間（3+8+15+24）/4=12.5 

有4個進程A,B,C,D,設它們依次進入就緒隊列，因相差時間很短可視為同時到達。4個進程按輪轉法分別運行11,7,2,和4個時間單位，設時間片為1。四個進程的平均周轉時間為 （）？

15.25

16.25

16.75

17.25

17.75

18.25

A:1  4  4  3  3  2  2  2  1  1  1  共24

B:2  4  4  3  3  2  2                  共20

C:3  4                                      共7

D:4  4  3  3                              共14

字母後面的數字為等待的時間加運行時間

平均周轉時間為（24+20+7+14）/4=16.25

例5、假設系統按單值方式運行且採用最短作業優先演算法，有J1,J2,J3,J4共4個作業同時到達，則以下哪幾種情況下的平均周轉時間為10分鍾?

執行時間J1:1分鍾 J2:5分鍾 J3:9分鍾 J4:13分鍾

執行時間J1:1分鍾 J2:4分鍾 J3:7分鍾 J4:10分鍾

執行時間J1:2分鍾 J2:4分鍾 J3:6分鍾 J4:8分鍾

執行時間J1:3分鍾 J2:6分鍾 J3:9分鍾 J4:12分鍾

首先，短作業優先則短時間的作業利用資源，其餘的作業等待

根據平均周轉時間概念，將所有作業"等待時間"加上"運行時間"除以"作業數量"即可得到平均周轉時間

A： (J1執行1分鍾 + J2等待1分鍾 + J2執行5分鍾 + J3等待6分鍾 + J3執行9分鍾 + J4等待15分鍾 + J4執行13分鍾) / 4  = 50/4 = 12.5

B：  (J1執行1分鍾 + J2等待1分鍾 + J2執行4分鍾 + J3等待5分鍾 + J3執行7分鍾 + J4等待12分鍾 + J4執行10分鍾) / 4  = 40/4 = 10

C： (J1執行2分鍾 + J2等待2分鍾 + J2執行4分鍾 + J3等待6分鍾 + J3執行6分鍾 + J4等待12分鍾 + J4執行8分鍾) / 4    = 40/4 = 10

D：  (J1執行3分鍾 + J2等待3分鍾 + J2執行6分鍾 + J3等待9分鍾 + J3執行9分鍾 + J4等待18分鍾 + J4執行12分鍾) / 4  = 50/4 = 12.5

例6、假設系統中有5個進程，它們的到達時間和服務時間見下表1，忽略I/O以及其他開銷時間，若按先來先服務（FCFS）、非搶占的短作業優先和搶占的短作業優先三種調度演算法進行CPU調度，請給出各個進程的完成時間、周轉時間、帶權周轉時間、平均周轉時間和平均帶權周轉時間，完成表2。  表1 進程到達和需要服務時間  進程    到達時間    服務時間  A          0            3  B          2            6  C          4            4  D          6            5  E          8            2

表2 進程的完成時間和周轉時間

                  進程                  A      B        C      D      E        平均

  FCFS          完成時間      3      9      13      18      20 

                周轉時間            3      7        9      12      12      8.6

            帶權周轉時間      1.00 1.17  2.25  2.40    6.00      2.56

  SPF(非搶占)  完成時間    3      9      15      20      11 

                周轉時間            3      7      11      14      3        7.6

            帶權周轉時間      1.00  1.17  1.75    2.80    1.50    1.84

  SPF(搶占)    完成時間    3      15      8      20      10 

                周轉時間            3      13      4      14      2        7.2

            帶權周轉時間      1.00  2.16  1.00  2.80  1.00    1.59

例7、假定在單道批處理環境下有5個作業，各作業進入系統的時間和估計運行時間如下表所示：    作業  進入系統時間    估計運行時間/分鍾      1            8:00                40      2            8:20                30      3            8:30                12      4            9:00                18

      5            9:10                5

如果應用先來先服務和應用最短作業優先的作業調度演算法，試將下面表格填寫完整。

(1) 如果應用先來先服務的作業調度演算法，試將下面表格填寫完整。

    作業  進入系統時間  估計運行時間/分鍾  開始時間  結束時間  周轉時間/分鍾

    1        8:00            40            8：00    8：40        40

    2        8:20            30            8：40    9：10        50

    3        8:30            12            9：10    9：22        52

    4        9:00            18            9：22    9：40        40

    5        9:10            5              9：40    9：45        35

作業平均周轉時間T= 43.4  217

2）如果應用最短作業優先的作業調度演算法，試將下面表格填寫完整。    作業  進入系統時間  估計運行時間/分鍾  開始時間  結束時間  周轉時間/分鍾    1        8:00            40              8：00    8：40          40    2        8:20            30              8：52    9：22          62    3        8:30            12              8：40    8：52          22    4        9:00            18              9：27    9：45          45    5        9:10            5              9：22    9：27          17作業平均周轉時間T= 37.2  186

CPU和兩台輸入/輸出設備(I1,I2)多道程序設計環境下,同時有三個作業J1,J2,J3進行,這三個作業

使用CPU和輸入/輸出設備的順序和時間如下所示:

J1:I2(35ms);CPU(15ms);I1(35ms);CPU(15ms);I2(25ms)

J2:I1(25ms);CPU(30ms);I2(35ms)

J3:CPU(30ms);I1(25ms);CPU(15ms);I1(15ms);

假定CPU,I1,I2都能並行工作,J1的優先順序最高,J2次之,J3優先順序最低,優先順序高的作業可以搶占優先順序低的作業的CPU,但不能搶佔I1,I2,作業從J3開始到完成需要多少時間?

❹ 電梯演算法是怎樣的

電梯演算法是通過操作系統學術名為SCAN演算法。磁臂僅移動到請求的最外道就回轉。反方向查找服務。

如果請求調度的磁軌為98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67，磁頭從53號磁軌開始移動，磁頭就會按照65, 67, 98, 122, 124, 183, 37,14 的順序依次查找，並將數據輸入內存。

電梯（升降盒）上下來回地運動，電梯內部有一些按鈕，每一個按鈕代表一層樓，當按下按鈕時，按鈕的燈亮。

電梯沿某一方向運動，在將要到達某一層樓時，實時監控器 判斷電梯內是否有乘客要在此層樓下電梯，若有，則發送信號給電梯升降架。

電梯是指服務於建築物內若干特定的樓層，其轎廂運行在至少兩列垂直於水平面或與鉛垂線傾斜角小於15°的剛性軌道運動的永久運輸設備。

也有台階式，踏步板裝在履帶上連續運行，俗稱自動扶梯或自動人行道。服務於規定樓層的固定式升降設備。垂直升降電梯具有一個轎廂，運行在至少兩列垂直的或傾斜角小於15°的剛性導軌之間。

轎廂尺寸與結構形式便於乘客出入或裝卸貨物。習慣上不論其驅動方式如何，將電梯作為建築物內垂直交通運輸工具的總稱。

❺ 電梯調度演算法...

不管你是在北上廣還是在港澳台，甚至三四線城市，凡是有規模的地區，高樓比比皆是。不管是寫字樓，還是大型商城，讓你最頭痛的就是乘電梯，尤其是在趕時間的時候。

每天早上，那些差5分鍾就遲到的程序員，在等電梯時，一般會做兩件事：

前者可能是寫字樓里上班族慣有的精神類疾病，但後者肯定是程序員的職業病。本文對「罵電梯」不給予任何指導性建議。

但說起電梯調度演算法，我覺得還是可以給大家科普一下，好為大家在等電梯之餘，打發時間而做出一點貢獻。

（電梯調度演算法可以參考各種硬碟換道演算法，下面內容整理自網路）

先來先服務（FCFS-First Come First Serve）演算法，是一種隨即服務演算法，它不僅僅沒有對尋找樓層進行優化，也沒有實時性的特徵，它是一種最簡單的電梯調度演算法。

它根據乘客請求乘坐電梯的先後次序進行調度。此演算法的 優點是公平、簡單，且每個乘客的請求都能依次地得到處理，不會出現某一乘客的請求長期得不到滿足的情況 。

這種方法在載荷較輕松的環境下，性能尚可接受，但是在載荷較大的情況下，這種演算法的性能就會嚴重下降，甚至惡化。

人們之所以研究這種在載荷較大的情況下幾乎不可用的演算法，有兩個原因：

最短尋找樓層時間優先（SSTF-Shortest Seek Time First）演算法，它注重電梯尋找樓層的優化。最短尋找樓層時間優先演算法選擇下一個服務對象的原則是 最短尋找樓層的時間。

這樣請求隊列中距當前能夠最先到達的樓層的請求信號就是下一個服務對象。

在重載荷的情況下，最短尋找樓層時間優先演算法的平均響應時間較短，但響應時間的方差較大 ，原因是隊列中的某些請求可能長時間得不到響應，出現所謂的「 餓死」現象 。

掃描演算法（SCAN） 是一種按照樓層順序依次服務請求，它讓電梯在最底層和最頂層之間連續往返運行，在運行過程中響應處在於電梯運行方向相同的各樓層上的請求。

它進行尋找樓層的優化，效率比較高，但它是一個 非實時演算法 。掃描演算法較好地解決了電梯移動的問題，在這個演算法中，每個電梯響應乘客請求使乘客獲得服務的次序是由其發出請求的乘客的位置與當前電梯位置之間的距離來決定的。

所有的與電梯運行方向相同的乘客的請求在一次電向上運行或向下運行的過程中完成， 免去了電梯頻繁的來回移動 。

掃描演算法的平均響應時間比最短尋找樓層時間優先演算法長，但是響應時間方差比最短尋找樓層時間優先演算法小， 從統計學角度來講，掃描演算法要比最短尋找樓層時間優先演算法穩定 。

LOOK 演算法是掃描演算法（SCAN）的一種改進。對LOOK演算法而言，電梯同樣在最底層和最頂層之間運行。

但 當 LOOK 演算法發現電梯所移動的方向上不再有請求時立即改變運行方向 ，而掃描演算法則需要移動到最底層或者最頂層時才改變運行方向。

SATF（Shortest Access Time First）演算法與 SSTF 演算法的思想類似，唯一的區別就是 SATF 演算法將 SSTF 演算法中的尋找樓層時間改成了訪問時間。

這是因為電梯技術發展到今天，尋找樓層的時間已經有了很大地改進， 但是電梯的運行當中等待乘客上梯時間卻不是人為可以控制 。

SATF 演算法考慮到了電梯運行過程中乘客上梯時間的影響 。

最早截止期優先（EDF-Earliest Deadline First）調度演算法是最簡單的實時電梯調度演算法，它的 缺點就是造成電梯任意地尋找樓層，導致極低的電梯吞吐率。

它與 FCFS 調度演算法類似，EDF 演算法是電梯實時調度演算法中最簡單的調度演算法。 它響應請求隊列中時限最早的請求，是其它實時電梯調度演算法性能衡量的基準和特例。

SCAN-EDF 演算法是 SCAN 演算法和 EDF 演算法相結合的產物。SCAN-EDF 演算法先按照 EDF 演算法選擇請求列隊中哪一個是下一個服務對象，而對於具有相同時限的請求，則按照 SCAN 演算法服務每一個請求。它的效率取決於有相同 deadline 的數目，因而效率是有限的。

PI（Priority Inversion）演算法將請求隊列中的請求分成兩個優先順序，它首先保證高優先順序隊列中的請求得到及時響應，再搞優先順序隊列為空的情況下在相應地優先順序隊列中的請求。

FD-SCAN（Feasible Deadline SCAN）演算法首先從請求隊列中找出時限最早、從當前位置開始移動又可以買足其時限要求的請求，作為下一次 SCAN 的方向。

並在電梯所在樓層向該請求信號運行的過程中響應處在與電梯運行方向相同且電梯可以經過的請求信號。

這種演算法忽略了用 SCAN 演算法相應其它請求的開銷，因此並不能確保服務對象時限最終得到滿足。

以上兩結介紹了幾種簡單的電梯調度演算法。

但是並不是說目前電梯調度只發展到這個層次。目前電梯的控制技術已經進入了電梯群控的時代。

隨著微機在電梯系統中的應用和人工智慧技術的發展，智能群控技術得以迅速發展起來。

由此，電梯的群控方面陸續發展出了一批新方法，包括：基於專家系統的電梯群控方法、基於模糊邏輯的電梯群控方法、基於遺產演算法的電梯群控方法、基於勝景網路的電梯群控方法和基於模糊神經網路的電梯群控方法。

本人設置的電梯的初始狀態，是對住宅樓的電梯的設置。

(1)建築共有21層，其中含有地下一層（地下一層為停車場）。
(2)建築內部設有兩部電梯，編號分別為A梯、B梯。
(3)電梯內部有23個按鈕，其中包括開門按鈕、關門按鈕和樓層按鈕，編號為-1，1，2，3，4……20。
(4)電梯外部含有兩個按鈕，即向上運行按鈕和向下運行按鈕。建築頂層與地下一層例外，建築頂層只設置有向下運行按鈕，地下一層只設置有向上運行按鈕。
(5)電梯開關門完成時間設定為1秒。電梯到達每層後上下人的時間設定為8秒。電梯從靜止開始運行到下一層的時間設置為2秒，而運行中通過一層的時間為1秒。
(6)在凌晨2：00——4：30之間，如若沒有請求信號，A梯自動停在14層，B梯自動停在6層。
(7)當電梯下到-1層後，如果沒有請求信號，電梯自動回到1層。

每一架電梯都有一個編號，以方便監控與維修。每一架電梯都有一實時監控器，負責監控電梯上下，向電梯升降盒發送啟動、制動、加速、減速、開關電梯門的信號。若電梯發生故障，還應向相應的電梯負責人發送求救信號。

電梯內部的樓層按鈕：

這樣就表示乘客將要去往此層，電梯將開往相應層。當電梯到達該層後，按鈕恢復可以使用狀態。

電梯內部開門按鈕：

如若電梯到了乘客曾經按下的樓層，但是無乘客按開門按鈕，電梯將自動在停穩後1秒後自動開門。

電梯內部關門按鈕：

電梯外部向上按鈕：

電梯外部向下按鈕：

你肯能意識到 哪個演算法都不是一個最佳方案，只是它確實解決了一定情況的問題 。但是對一個優秀的程序員而言，研究各種演算法是無比快樂的。也許你下一次面試，就有關於調度演算法的問題。