磁盘调度.docx

1、磁盘调度实验报告课程名称操作系统题 目实验4：磁盘调度姓 名实验地点实验楼B软件实习基地学 号1实验目的磁盘是高速、大容量、旋转型、可直接存取的存储设备。系统可采用一种策略，尽可能按最佳次序执行访问磁盘的请求。由于磁盘访问时间主要受寻道时间T的影响，为此需要采用合适的寻道算法，以降低寻道时间。本实验要求学生模拟设计一个磁盘调度程序，观察调度程序的动态运行过程。通过实验让学生理解和掌握磁盘调度的职能。2实验要求1. 要求以个人为单位完成全部实验题目，并在下课前五分钟将本次实验课完成的内容打包发送至指定邮箱；2. 前十名完成实验的同学在教师检查后可以获得一次实验加分；3. 实验课进行过程中不得进行

2、浏览网页、玩游戏等与课程无关内容，违法规定的应给予课程判定不及格的处分；4. 实验课进行过程中应严格遵守实验室相关规定，按照老师的要求完成相关设计任务。3实验内容1、 模拟电梯调度算法，对磁盘进行移臂操作2、 假设磁盘只有一个盘面，并且磁盘是可移动头磁盘。为了模拟以上两个进程的执行，可以考虑使用随机数来确定二者的允许顺序，程序结构图参考附图：3、 “接受请求”进程建立一张“进程请求I/O”表，指出等待访问磁盘的进程要求访问的磁道，表的格式如下：进程名要求访问的磁道号4、 “磁盘调度”的功能是查“请求I/O”表，当有等待访问的进程时，按电梯调度算法（SCAN算法）从中选择一个等待访问的进程，按其

3、指定的要求访问磁道。SCAN算法参考课本第九章。算法模拟框图略。5、 附图中的“初始化”工作包括：初始化“请求I/O”表，设置置当前移臂方向；当前磁道号。并且假设程序运行前“请求I/O”表中已有若干进程（48个）申请访问相应磁道。4.数据结构与算法设计 1.数据结构 主要用到的函数如下： int decide(char str) /判断输入数据是否有效 int trans(char str,int a) /将字符串转换成数字 int *bubble(int cidao,int m) /按从小到大排序 void FCFS(int cidao,int m) /先来先服务调度算法 void SSTF

4、(int cidao,int m) /最短寻道时间优先调度算法 void SCAN(int cidao,int m) /扫描调度算法 void CSCAN(int cidao,int m) /循环扫描调度算法 2.算法设计 算法设计思想 设备的动态分配算法与进程调度相似，也是基于一定的分配策略的。常用的分配策略有先请求先分配、优先级高者先分配等策略。在多道程序系统中，低效率通常是由于磁盘类旋转设备使用不当造成的。操作系统中，对磁盘的访问要求来自多方面，常常需要排队。这时，对众多的访问要求按一定的次序响应，会直接影响磁盘的工作效率，进而影响系统的性能。访问磁盘的时间因子由3部分构成，它们是查找（

5、查找磁道）时间、等待（旋转等待扇区）时间和数据传输时间,其中查找时间是决定因素。因此磁盘调度算法先考虑优化查找策略,需要时再优化旋转等待策略。 算法设计流程图 FCFS算法流程图: SSTF算法流程图: SCAN算法流程图： CSCAN算法流程图：5. 实验总结与问题分析通过此次实验，我对操作系统的基础知识了解得更深了，同时对磁盘调度的四种算法先来先服务算法（FCFS）、最短寻道时间优先算法（SSTF）、扫描算法（SCAN）、循环扫描算法（CSCAN）有了更深刻的理解和掌握，使我能够为磁盘调度选择适当的算法，提高CPU工作效率。实验过程中遇到的问题在老师和同学的帮助下顺利解决，我深刻认识到算法

6、的逻辑性对程序的重要影响，算法的准确度对程序运行结果的重要影响，这对我以后在操作系统的学习中有极大帮助。 实 验成 绩指 导教 师源程序：#include#include#include#include#define maxsize 1000/*判断输入数据是否有效*/int decide(char str) /判断输入数据是否有效 int i=0; while(stri!=0) if(stri9) return 0; break; i+; return i;/*将字符串转换成数字*/int trans(char str,int a) /将字符串转换成数字 int i; int sum=0;

7、for(i=0;ia;i+) sum=sum+(int)(stri-0)*pow(10,a-i-1); return sum;/*冒泡排序算法*/int *bubble(int cidao,int m) int i,j; int temp; for(i=0;im;i+) /使用冒泡法按从小到大顺序排列 for(j=i+1;jcidaoj) temp=cidaoi; cidaoi=cidaoj; cidaoj=temp; cout排序后的磁盘序列为：; for( i=0;im;i+) /输出排序结果 coutcidaoi ; coutendl; return cidao; /*先来先服务调度算法

8、*/void FCFS(int cidao,int m) /磁道号数组，个数为m int now;/当前磁道号 int sum=0; /总寻道长度 int j,i; int a; char str100; float ave; /平均寻道长度 cout磁盘请求序列为：; for( i=0;im;i+) /按先来先服务的策略输出磁盘请求序列 coutcidaoi ; coutendl; coutstr; /对输入数据进行有效性判断 a=decide(str); if(a=0) cout输入数据的类型错误,请重新输入！endl; goto B; else now=trans(str,a); /输入

9、当前磁道号 sum+=abs(cidao0-now); cout磁盘扫描序列为：; for( i=0;im;i+) /输出磁盘扫描序列 coutcidaoi ; for(i=0,j=1;jm;i+,j+) /求平均寻道长度 sum+=abs(cidaoj-cidaoi); ave=(float)(sum)/(float)(m); coutendl; cout平均寻道长度：aveendl;/*最短寻道时间优先调度算法*/void SSTF(int cidao,int m) int k=1; int now,l,r; int i,j,sum=0; int a; char str100; float

10、 ave; cidao=bubble(cidao,m); /调用冒泡排序算法排序 coutstr; /对输入数据进行有效性判断 a=decide(str); if(a=0) cout输入数据的类型错误,请重新输入！endl; goto C; else now=trans(str,a); /输入当前磁道号 if(cidaom-1=now) /若当前磁道号大于请求序列中最大者，则直接由外向内依次给予各请求服务 cout=0;i-) coutcidaoi=now) /若当前磁道号小于请求序列中最小者，则直接由内向外依次给予各请求服务 cout磁盘扫描序列为：; for(i=0;im;i+) cout

11、cidaoicidao0&nowcidaom-1) /若当前磁道号大于请求序列中最小者且小于最大者 cout磁盘扫描序列为：; while(cidaok=0)&(rm) /当前磁道在请求序列范围内 if(now-cidaol)=(cidaor-now) /选择与当前磁道最近的请求给予服务 coutcidaol ; sum+=now-cidaol; now=cidaol; l=l-1; else coutcidaor ; sum+=cidaor-now; now=cidaor; r=r+1; if(l=-1) /磁头移动到序列的最小号，返回外侧扫描仍未扫描的磁道 for(j=r;jm;j+) c

12、outcidaoj=0;j-) coutcidaoj ; sum+=cidaom-1-cidao0; ave=(float)(sum)/(float)(m); coutendl; cout平均寻道长度： aveendl;/*扫描调度算法*/void SCAN(int cidao,int m) /先要给出当前磁道号和移动臂的移动方向 int k=1; int now,l,r,d; int i,j,sum=0; int a; char str100; float ave; cidao=bubble(cidao,m); /调用冒泡排序算法排序 coutstr; /对输入数据进行有效性判断 a=dec

13、ide(str); if(a=0) cout输入数据的类型错误,请重新输入！endl; goto D; else now=trans(str,a); /输入当前磁道号 if(cidaom-1=now) /若当前磁道号大于请求序列中最大者，则直接由外向内依次给予各请求服务,此情况同最短寻道优先 cout=0;i-) coutcidaoi=now) /若当前磁道号小于请求序列中最小者，则直接由内向外依次给予各请求服务,此情况同最短寻道优先 cout磁盘扫描序列为：; for(i=0;im;i+) coutcidaoicidao0&nowcidaom-1) /若当前磁道号大于请求序列中最小者且小于最

14、大者 while(cidaoknow) k+; l=k-1; r=k; coutd; if(d=0) /选择移动臂方向向内，则先向内扫描 cout=0;j-) coutcidaoj ; /输出向内扫描的序列 for(j=r;jm;j+) /磁头移动到最小号，则改变方向向外扫描未扫描的磁道 coutcidaoj ; /输出向外扫描的序列 sum=now-2*cidao0+cidaom-1; else /选择移动臂方向向外，则先向外扫描 cout磁盘扫描序列为：; for(j=r;jm;j+) coutcidaoj=0;j-) /磁头移动到最大号，则改变方向向内扫描未扫描的磁道 coutcidao

15、j ; sum=-now-cidao0+2*cidaom-1; ave=(float)(sum)/(float)(m); coutendl; cout平均寻道长度： aveendl;/*循环扫描调度算法*/void CSCAN(int cidao,int m) int k=1; int now,l,r; int i,j,sum=0; int a; char str100; float ave; cidao=bubble(cidao,m); /调用冒泡排序算法排序 coutstr; /对输入数据进行有效性判断 a=decide(str); if(a=0) cout输入数据的类型错误,请重新输入！

16、endl; goto E; else now=trans(str,a); /输入当前磁道号 if(cidaom-1=now) /若当前磁道号大于请求序列中最大者，则直接将移动臂移动到最小号磁道依次向外给予各请求服务 cout磁盘扫描序列为：; for(i=0;im;i+) coutcidaoi=now) /若当前磁道号小于请求序列中最小者，则直接由内向外依次给予各请求服务,此情况同最短寻道优先 cout磁盘扫描序列为：; for(i=0;im;i+) coutcidaoicidao0&nowcidaom-1) /若当前磁道号大于请求序列中最小者且小于最大者 cout磁盘扫描序列为：; whil

17、e(cidaoknow) /单向反复地从内向外扫描 k+; l=k-1; r=k; for(j=r;jm;j+) coutcidaoj ; /输出从当前磁道向外扫描的序列 for(j=0;jr;j+) /当扫描完最大号磁道，磁头直接移动到最小号磁道，再向外扫描未扫描的磁道 coutcidaoj ; sum=2*cidaom-1+cidaol-now-2*cidao0; ave=(float)(sum)/(float)(m); coutendl; cout平均寻道长度： aveendl;void main() int a; int c; /菜单项 int cidaomaxsize; int i=

18、0,count; char str100; cout*磁盘调度算法与实现*endl; coutn请输入磁道序列（0结束）：str; /对输入数据进行有效性判断 a=decide(str); if(a=0) cout输入数据的类型错误,请重新输入！str; /对输入数据进行有效性判断 a=decide(str); if(a=0) cout输入数据的类型错误,请重新输入！endl; else cidaoi=trans(str,a); i+; count=i-1; /要访问的磁道数 cout你输入的磁道序列为：; for(i=0;icount;i+) coutcidaoi ; /输出磁道序列 cou

19、tendl; while(1) coutendl; cout*endl; cout* 系统菜单 *endl; cout*endl; cout* *endl; cout* 1. 先来先服务 *endl; cout* *endl; cout* 2. 最短寻道时间优先 *endl; cout* *endl; cout* 3. 扫描调度 *endl; cout* *endl; cout* 4. 循环扫描 *endl; cout* *endl; cout* 5. 退出 *endl; cout* *endl; cout*endl; cout*endl; G:coutstr; /对输入数据进行有效性判断 a=decide(str); if(a=0) cout输入数据的类型错误,请重新输入！5) cout数据输入错误！请重新输入endl; goto G; switch(c) case 1: /使用FCFS算法 FCFS(cidao,count); break; case 2: /使用SSTF算法 SSTF(cidao,count); break; case 3: /使用SCAN算法 SCAN(cidao,count); break; case 4: /使用CSCAN算法 CSCAN(cidao,count); break;