معرفی
الگوریتمهای زمانبندی دیسک در سیستمعاملهای کامپیوتری برای مدیریت و بهینهسازی استفاده از هارد دیسک کامپیوتر حیاتی هستند. زمان دسترسی به دیسک می تواند به طور قابل توجهی بر عملکرد کل سیستم تأثیر بگذارد و یک الگوریتم زمان بندی دیسک که به درستی اجرا نشده است می تواند منجر به زمان انتظار طولانی و کاهش بازده کلی شود. First-Come-First-Serve (FCFS) و Shortest Seek Time First (SSTF) دو الگوریتم رایج زمان بندی دیسک هستند که در سیستم عامل های مدرن استفاده می شوند. FCFS درخواستها را به ترتیبی که دریافت میکنند پردازش میکند، در حالی که SSTF پردازش درخواستها را با کمترین زمان جستجو در اولویت قرار میدهد. درک تفاوتها، مزایا و معایب این الگوریتمها میتواند به مدیران و توسعهدهندگان سیستم کمک کند تا هنگام انتخاب یک الگوریتم زمانبندی دیسک برای یک سیستم خاص، تصمیمگیری آگاهانه بگیرند.
الگوریتم زمانبندی دیسک FCFS
الف. تعریف FCFS
First-Come, First-Served (FCFS) یک الگوریتم زمان بندی دیسک است که درخواست های ورودی/خروجی دیسک را به ترتیب دریافت آنها پردازش می کند. این الگوریتم از ساختاری مانند صف پیروی می کند که در آن درخواست ها در یک صف ذخیره می شوند و به محض رسیدن به روشی متوالی سرویس دهی می شوند.
ب. چگونه FCFS کار می کند
هنگامی که یک درخواست ورودی/خروجی دیسک تولید می شود، به انتهای صف درخواست اضافه می شود. درخواست ها به ترتیبی که در صف ظاهر می شوند سرویس می شوند، به این معنی که سر دیسک به صورت متوالی از بیرونی ترین به درونی ترین مسیر حرکت می کند و هر درخواست را همانطور که می آید پردازش می کند. پس از تکمیل یک درخواست، درخواست بعدی در صف سرویس داده می شود.
ج. مزایای FCFS
FCFS یک الگوریتم ساده و آسان برای پیاده سازی است. برای همه درخواستها منصفانه است زیرا به ترتیبی که دریافت میشوند پردازش میشوند و درخواستها از بین نمیروند. این الگوریتم همچنین زمانی مفید است که سیستم دارای حجم کاری کم باشد، زیرا تضمین می کند که تمام درخواست ها به طور موثر پردازش می شوند.
د. معایب FCFS
FCFS یک الگوریتم بهینه در همه سناریوها نیست. نقطه ضعف اصلی FCFS عدم توجه آن به زمان جستجو است، زیرا درخواست ها را به ترتیب دریافت آنها پردازش می کند، که می تواند منجر به زمان طولانی جستجو و افزایش زمان دسترسی به دیسک شود. این می تواند منجر به عملکرد پایین سیستم، به ویژه در سناریوهای حجم کاری بالا شود. FCFS همچنین درخواستهای فوری را اولویتبندی نمیکند، که میتواند در سیستمهای بلادرنگ یا سیستمهایی با عملیات بحرانی زمان مشکلساز باشد.
نمونه های دنیای واقعی FCFS
FCFS یک الگوریتم متداول زمانبندی دیسک است که در سیستمهای مختلف استفاده شده است. برخی از نمونه های دنیای واقعی FCFS عبارتند از –
-
سیستم های تک کاربره – در یک سیستم تک کاربره، تنها یک کاربر درخواست می دهد و حجم کار نسبتاً کم است. FCFS یک الگوریتم ایدهآل برای چنین سیستمهایی است، زیرا تضمین میکند که تمام درخواستها به ترتیبی که دریافت میشوند، بدون هیچگونه اولویت یا نگرانی از گرسنگی پردازش میشوند.
-
سیستم های پردازش دسته ای – FCFS را می توان در سیستم های پردازش دسته ای برای پردازش چندین کار به ترتیب دریافت آنها استفاده کرد. این تضمین می کند که همه مشاغل به طور مؤثر و منصفانه پردازش می شوند.