磁盘调度报告Word文档下载推荐.docx
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1.3意义
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（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。
2正文
2.1课设要求
1）、设计一个函数完成先来先服务的磁盘调度功能。
2）、设计一个函数完成最短寻道时间优先的磁盘调度功能。
3）、设计一个函数完成电梯算法的磁盘调度功能。
2.2课设设备、环境
奔腾以上计算机，装有TurboC2.0软件
2.3课设方法及步骤
2.3.1设计方法：
本系统应该具有功能：
设计一个函数完成先来先服务的磁盘调度功能，设计一个函数完成最短寻道时间优先的磁盘调度功能，设计一个函数完成电梯算法的磁盘调度功能，并设计一个函数实现文件保存功能。
本系统具有通用性，界面美观，操作方便考虑到了系统安全问题。
相关信息应保存在文件中。
本软件的性能很好：
通过磁盘调度算法的模拟设计，了解磁盘调度的特点。
磁盘调度算法是根据访问都指定的磁道（柱面）位置来决定执行次序的调度。
其目的是尽可能地减少操作中的寻道时间。
在磁盘盘面上，0磁道在盘面的外圈；
号数越大，磁道戛靠近盘片的中心。
通常采用FCFS（先来先服务）、SSTF（最短寻道时间）、SCAN（扫描）进行不同的磁盘调度。
该磁盘调度系统流程图如下：
图2.3.1.1
系统模块图如下：
图2.3.1.2
函数调用关系图
图2.3.1.3
2.3.2设计步骤：
下面我将详细地为你讲解本程序的FCFS（先来先服务）、SSTF（最短寻道时间）、SCAN（扫描）、C-SCAN（单向扫描）。
2.3.2.1FCFS（先来先服务）算法
先来先服务是一种最简单的磁盘调度算法。
它根据进程请求访问磁盘的先后次序进行调度。
此算法的优点是公平，简单，且每个进程的请求都能依次地得到处理，不会出现某一进程的请求长期得不到满足的情况。
但是，此算法由于未对寻道进行优化，致使平均寻道时间可能较长。
图2.4.2展示出有10个进程先后提出磁盘I/O请求时，按先来先服务算法进行调度的情况。
这里，将进程号按他们发出请求的先后次序排队。
这样，平均寻道距离为53.1条磁道，与后面将讲到的几种调度算法相比，其平均寻道距离较大，故先来先服务算法仅适用于请求磁盘I/O的进程数目较少的场合。
程序设计流程图为：
图2.3.2.1
我们通过程序
for（i=0;
i<
num;
i++）
{sum+=abss（p[i]-start）;
start=p[i];
}来实现该算法。
2.3.2.2SSTF（最短寻道时间）算法
该算法选择这样的进程，其要求访问的磁道，与当前磁头所在的磁道距离最近，以使得每次的寻道时间最短，但是这种算法不能保证平均寻道时间最短。
图2.4.3展示出最短寻道时间优先算法进行调度时，各进程被调度的次序，每次磁头移动的距离，以及9次磁头平均移动距离。
比较图2.4.2和图2.4.3可以看出，最短寻道时间优先算法的平均每次磁头移动距离，明显低于先来先服务的距离，因而最短寻道时间优先算法较之先来先服务有更好的寻道性能，故过去曾一度被广泛采用。
图2.3.2.2
我们通过程序
n;
{min=abss（p[0]-start）;
for（j=0;
j<
j++）
{if（min>
=abss（p[j]-start））
{min=abss（p[j]-start）;
current=j;
}
temp[len++]=p[current];
sum+=fabs（p[current]-start）;
start=p[current];
for（j=current+1;
p[j-1]=p[j];
num--;
}来实现最短寻道时间优先算法。
2.3.2.3SCAN（电梯调度）算法
该算法不仅考虑到欲访问的磁道与当前磁道间的距离，更优先考虑的是磁头当前的移动方向。
例如，当磁头正在自里向外移动时，电梯调度算法所考虑的下一个访问对象，应是其欲访问的磁道既在当前磁道之外，又是距离最近的。
这样自里向外地访问，直至再无更外的磁道需要访问时，才将磁臂向为自外向里移动。
这时，同样也是每次选择这样的进程来调度，即要访问的磁道在当前位置内距离最近者，这样，磁头又逐步地从外向里移动，直至再无更里面的磁道要访问，从而避免了出现“饥饿”现象。
由于在这种算法中磁头移动的规律颇似电梯的运行，因而又常称之为电梯调度算法。
我们使用语句printf（"
请选择移动臂初始方向（1增加0减小）：
"
）;
来实现另一个功能，用户可以选择相对当前磁道位置增加或者减少的方向移动，其中用1代表向上移动，0代表向下移动。
从而使功能更加强大。
图2.3.2.3
我们通过语句
max_len;
temp[i]=max[i];
min_len;
temp[max_len++]=min[i];
for（i=0;
{sum+=abss（temp[i]-start）;
start=temp[i];
}来实现向增加方向移动功能。
与此相同我们通过语句
i++）
temp[i]=min[i];
temp[min_len++]=max[i];
{sum+=fabs（temp[i]-start）;
start=temp[i];
}来实现向减小方向移动功能。
电梯调度算法既能获得较好的寻道性能，又能防止“饥饿”现象，故被广泛用于大，中，小型机器和网络中的磁盘调度，但是也存在这样的问题：
当磁头刚从里向外移动而越过了某一磁道时，恰好又有一进程请求访问此磁道，这时，该进程必须等待，待磁头继续从里向外，然后再从外向里扫描完所有要访问的磁道后，才处理该进程的请求，致使该进程的请求被大大地推迟。
2.3.2.4保存文件
fp=fopen（"
cidao.txt"
"
a"
if（fp==NULL）
printf（"
文件打不开！
\n"
else{fprintf（fp,"
%s\n"
p）;
totalnum;
{
if（i）
fprintf（fp,"
->
fprintf（fp,"
%d"
file[i]）；
｝
}来实现保存功能。
我们可以将运行的结果存储到记事本中，方便快捷。
2.4
实验、调试及测试结果与分析。
本程序可算是经历了一番周折，最后总算调试成功。
下面我来介绍一下本程序的运行方法以及分析运行结果。
为了实现磁盘调度，我们设计了3种算法。
另外增加了保存文件功能。
如图所示：
图2.4.1
我们程序的主菜单，我们可以通过提示选择我们想要的相关算法
图2.4.2
展示出选择1先来先服务算法的执行结果，屏幕展示出最短寻道时间优先顺序，以及移动的总道数，平均寻道长度，还有提出询问，是否保存文件。
图2.4.3
展示出选择2最短寻道时间优先算法的执行结果，屏幕展示出最短寻道时间优先顺序，以及移动的总道数，平均寻道长度，还有提出询问，是否保存文件。
图2.4.4
展示出选择3电梯调度算法的执行结果，程序给出提示，选择0程序将向相对当前磁道位置减少的方向移动，屏幕上显示出最短寻道时间优先顺序，以及移动的总道数，平均寻道长度，还有提出询问，是否保存文件。
图2.4.5
展示出选择3电梯调度算法的执行结果，程序给出提示，选择1程序将向相对当前磁道位置增加的方向移动，屏幕上显示出最短寻道时间优先顺序，以及移动的总道数，平均寻道长度，还有提出询问，是否保存文件。
3
结论
这个程序基本完成了磁盘调度算法设计的目的与要求。
不过其中也有一些不足之处，例如算法有点麻烦，有些句子不是很能理解。
但是通过上网查找资料，去图书馆借阅相关书籍解决了这些不足之处。
由于关于磁盘调度的那部分，理论内容很少，所以，这次课程设计，我主要将重点放在实践中，也就是说，我在本次实验中，我是实现了3种磁盘调度算法。
我这么做的原因有三个：
一是关于磁盘调度的理论性问题很少，如果仅仅模拟一下磁盘调度，那么实在是对不起辛辛苦苦教我们一学期的老师。
二是既然我们从课堂上学到了理论知识，那么就应该应用于实践，如果仅仅演示一下课堂上讲的理论或算法，那么实在是纸上谈兵。
毕竟，程序员做的程序是给客户用的，并不是每个客户都精通计算机，如何完成客户要求的程序，并且客户使用起来方便，那么才可以说是一个比较不错的程序。
三是作为我们这些计算机专业的学生，迟早将面临着毕业设计，到时候我们总不能编写一些算法来敷衍吧，所以我认为在平时的课程设计中不但要真心真意地去做，更为重要的是程序使用并且使用简便，对于用户来说，重要的不是算法，而是程序的结果。
作为一个计算机专业的学生，在课堂上要把基本思想熟练掌握，课后在写程序的时候要把思想封装到程序当中，充分体现它的应用价值。
本次课程设计，我利用调度算法完成了磁盘的调度，充分利用了课堂上讲的理论知识，完成了本次设计。
至于功能吗，很单一，只不过是演示了一下3种最基本的磁盘调度算法，虽然界面不漂亮，尚且不完整，但是通过这次课程设计使我懂得了如何完成磁盘的调度。
程序最大的不足就是界面不漂亮，，我的设想是：
为程序添加一些图像，并设计背景音乐。
因为原理问题已经懂了，所以我相信利用管道能够实现更强大功能的软件。
4
参考文献
[1]张尧学。
计算机操作系统教程。
出版地：
清华大学出版
[2]任爱华。
操作系统实用教程。
出版地：
清华大学出版
[3]周苏。
操作系统原理实验。
科学出版社
[4]张尧学、史美林。
计算机操作系统教程（第2版）。
清华大学出版社
[5]曾平、李春葆。
操作系统习题与解析.出版地：
[6]张尧学、史美林。
操作系统系统教程（第2版）习题解答与实验指导.出版地：
清华大学出版社
5
附录
#include<
stdio.h>
string.h>
math.h>
stdlib.h>
#defineM100
intfile[M],total,totalnum,xuan;
voidprint（int*p,intnum）//输出优先顺序
{
inti;
短寻道时间优先顺序是:
"
{
if（i）
p[i]）;
file[i]=p[i];
}
}
intabss（inta）//绝对值函数
if（a<
0）
a*=-1;
returna;
voidfcfs（int*p,intnum,intstart）//先来先服务算法FCFS
doublesum=0;
sum+=abss（p[i]-start）;
start=p[i];
print（p,num）;
total=（int）sum;
移动的总道数：
%.0lf\n"
sum）;
平均寻道长度:
%lf\n"
sum/num）;
voidsstf（int*p,intnum,intstart）//最短寻道时间优先算法SSTF
inti,j,min,current,temp[M],n,len=0;
n=num;
min=abss（p[0]-start）;
for（j=0;
{
if（min>
{
min=abss（p[j]-start）;
current=j;
}
print（temp,n）;
sum/n）;
intcmp1（constvoid*a,constvoid*b）
return*（int*）a-*（int*）b;
intcmp2（constvoid*a,constvoid*b）
return*（int*）b-*（int*）a;
voidscan（int*p,intnum,intstart）//电梯调度算法（扫描算法SCAN）
inti,temp[M],max[M],min[M],max_len,min_len;
max_len=min_len=0;
if（p[i]>
=start）
max[max_len++]=p[i];
else
min[min_len++]=p[i];
while
（1）
printf（"
scanf（"
&
xuan）;
if（xuan==1）
qsort（max,max_len,sizeof（max[0]）,cmp1）;
qsort（min,min_len,sizeof（min[0]）,cmp2）;
for（i=0;
temp[i]=max[i];
for（i=0;
temp[max_len++]=min[i];
i++）
sum+=abss（temp[i]-start）;
start=temp[i];
total=（int）sum;
print（temp,num）;
printf（"
break;
elseif（xuan==0）
temp[i]=min[i];
temp[min_len++]=max[i];
+
选择错误请重新选择！
！
continue;
voidsave（char*p）//保存文件
FILE*fp;
fp=fopen（"
else
file[i]）;
%d\n"
total）;
平均寻道长度：
%lf\n\n"
total*1.0/totalnum）;
保存文件成功！
intmain（）
intnode[M],num,i,start,node2[M];
charc[M],str[M],choose[M];
/*****************磁盘调度算法******************/\n"
请输入磁道个数：
scanf（"
num）;
totalnum=num;
请输入各磁道号：
node[i]）;
node2[i]=node[i];
请输入当前磁道号：
start）;
/*********************菜单**********************/\n"
**\n"
*1、先来先服务算法FCFS*\n"
*2、最短寻道时间优先算法SSTF*\n"
*3、电梯调度算法（扫描算法SCAN）*\n"
*0、退出*\n"
/***********************************************/\n"
remove（"
//如果文件已经存在删除
请选择:
%s"
choose）;
if（strcmp（choose,"
0"
）==0）
break;
elseif（strcmp（choose,"
1"
for（i=0;
node2[i]=node[i];
fcfs（node2,num,start）;
2"
sstf（node2,num,start）;
3"
scan（node2,num,start）;
选择错误！
continue;
}
if（strcmp（choose,"
）==0||strcmp（choose,"
strcpy（str,"
先来先服务算法FCFS:
elseif（strcmp（choose,"
最短寻道时间优先算法SSTF:
elseif（xuan==1）
电梯调度算法（扫描算法SCAN移动臂先向增加方向移动）:
else
strcpy（str,"
电梯调度算法（扫描算法SCAN移动臂先向减小方向移动）:
while
（1）
是否保存文件（Y/N）\n"
c）;
i
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