De efficiëntie van het C-SCAN (Circular SCAN) schijfplanningsalgoritme wordt over het algemeen als matig tot goed beschouwd , qua prestaties ergens tussen SCAN en FCFS in. Het is ontworpen om de eerlijkheidsproblemen aan te pakken die inherent zijn aan het SCAN-algoritme, terwijl het toch een behoorlijke doorvoer biedt.
Hier volgt een overzicht van de efficiëntie en de factoren die hierop van invloed zijn:
Belangrijkste kenmerken en impact op de efficiëntie:
* Unidirectionele sweep: Net als SCAN verplaatst C-SCAN de schijfkop in één richting (bijvoorbeeld van het binnenste spoor naar het buitenste). In tegenstelling tot SCAN *springt* het echter, wanneer het het einde van de schijf (buitenste spoor) bereikt, onmiddellijk terug naar het *begin* van de schijf (binnenste spoor) *zonder* eventuele verzoeken op de terugreis te behandelen. Vervolgens worden de serviceverzoeken in voorwaartse richting hervat.
* Eerlijkheid: Deze sprong terug naar het begin is cruciaal voor eerlijkheid. In het SCAN-algoritme worden verzoeken aan het einde van de sweeprichting sneller afgehandeld, wat leidt tot langere wachttijden voor verzoeken aan de andere kant. C-SCAN verkleint deze ongelijkheid omdat alle wachtende verzoeken feitelijk "aan dezelfde kant wachten" zodra het hoofd wordt gereset.
* Verminderde variantie in wachttijden: C-SCAN biedt doorgaans meer uniforme wachttijden vergeleken met SCAN. Deze voorspelbaarheid kan gunstig zijn in real-time systemen of toepassingen die gevoelig zijn voor variaties in de responstijd.
* Doorvoer: De verwerkingscapaciteit van C-SCAN is over het algemeen lager dan die van SCAN vanwege de tijd die nodig is om terug te gaan naar het begin. De *mate* waarin de doorvoer wordt beïnvloed, is echter afhankelijk van de werkbelasting en schijfkenmerken.
Factoren die de efficiëntie beïnvloeden:
* Schijfgrootte: Hoe groter de schijf (meer cilinders), hoe meer tijd er wordt besteed aan het terugspringen naar het begin, waardoor de doorvoer mogelijk wordt verminderd. Met een grotere schijf worden de verbeteringen in de eerlijkheid echter belangrijker.
* Verdeling werklast/verzoeken:
* Uniforme distributie: C-SCAN presteert goed wanneer verzoeken relatief gelijkmatig over de schijf worden verdeeld.
* Geclusterde verzoeken: Als verzoeken zwaar geclusterd zijn in één gebied van de schijf, zullen de prestaties van C-SCAN worden beïnvloed omdat het hoofd nog steeds een volledige controle moet uitvoeren, zelfs als er in bepaalde regio's geen verzoeken zijn. Dit is een veelvoorkomend zwak punt dat wordt gedeeld met SCAN.
* Hoog verzoekpercentage: Bij zeer hoge aanvraagpercentages kunnen de eerlijkheidsverbeteringen van C-SCAN duidelijker merkbaar zijn in vergelijking met SCAN, omdat de wachttijden consequent evenwichtiger zijn.
* Hoofdbewegingstijd (zoektijd): De efficiëntie is ook afhankelijk van de mechanische kenmerken van de schijf. Snellere zoektijden zorgen ervoor dat de sprong terug naar het begin minder impact heeft op de algehele prestaties.
Vergelijking met andere algoritmen:
* FCFS (wie het eerst komt, het eerst maalt): C-SCAN is bijna altijd efficiënter dan FCFS omdat het hoofdbewegingen minimaliseert door verzoeken in een gesorteerde volgorde af te handelen (ten opzichte van de hoofdpositie). FCFS kan leiden tot wilde hoofdbewegingen en lange zoektijden.
* SSTF (kortste zoektijd eerst): SSTF heeft over het algemeen een betere doorvoer dan C-SCAN. SSTF lijdt echter aan *uithongering*, waarbij verzoeken die ver verwijderd zijn van de huidige hoofdpositie mogelijk nooit worden beantwoord. C-SCAN vermijdt hongersnood.
* SCAN (liftalgoritme): C-SCAN levert wat doorvoer op in vergelijking met SCAN om de eerlijkheid te verbeteren en de variantie in wachttijden te verminderen. Bij werklasten waarbij eerlijkheid een groot probleem is, verdient C-SCAN de voorkeur.
* KIJK en C-LOOK: Dit zijn respectievelijk optimalisaties van SCAN en C-SCAN. LOOK gaat slechts tot het verste verzoek in elke richting, waardoor onnodige sweeps naar het fysieke uiteinde van de schijf worden vermeden. C-LOOK is de circulaire versie van LOOK. C-LOOK is over het algemeen iets beter dan C-SCAN omdat het de sweepafstand optimaliseert.
Samengevat:
De efficiëntie van C-SCAN is matig tot goed , waarbij de doorvoer in evenwicht wordt gebracht met eerlijkheid. Het is meestal veel beter dan FCFS en vermijdt de hongerproblemen van SSTF. Het levert wat doorvoer op in vergelijking met SCAN om een betere eerlijkheid te bereiken. De optimale keuze voor een schijfplanningsalgoritme hangt sterk af van de specifieke werklastkenmerken en de prioriteiten van het systeem (doorvoer vs. eerlijkheid vs. responstijd). In veel gevallen zijn de praktische verschillen in prestaties tussen goed geïmplementeerde algoritmen niet zo dramatisch als theoretische analyse zou suggereren.
Houd rekening met deze factoren bij het beoordelen van de geschiktheid van C-SCAN:
* Eerlijkheidsvereisten: Is het van cruciaal belang dat alle verzoeken een redelijke kans hebben om snel te worden afgehandeld?
* Werklastverdeling: Zijn verzoeken gelijkmatig verdeeld of geclusterd?
* Schijfkenmerken: Wat zijn de zoektijd- en rotatielatentiekenmerken van de schijf?
Uiteindelijk is benchmarking met een representatieve werklast de beste manier om het meest efficiënte schijfplanningsalgoritme voor een bepaalde toepassing te bepalen. |