操作系統(tǒng)磁盤調(diào)度算法實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、操作系統(tǒng)原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告書題目：磁盤調(diào)度專業(yè)：網(wǎng)絡(luò)工程學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：完成日期：目錄第一章課程設(shè)計(jì)目的11.1編寫目的1第二章課程設(shè)計(jì)內(nèi)容22.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容22.1.1 、先來先服務(wù)算法（FCFS）22.1.2 、最短尋道時(shí)間優(yōu)先算法（SSTF）2.1.3 、掃描算法（SCAN）32.1.4 、循環(huán)掃描算法（CSCA）N第三章系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)43.1 模塊調(diào)度關(guān)系圖43.2 模塊程序流程圖43.2.1 FCFS算法53.2.2 SSTF算法63.2.3 SCAN算法73.2.4 CSCAN算法8第四章程序?qū)崿F(xiàn)94.1 主函數(shù)的代碼實(shí)現(xiàn)94.2 .FCFS算法的代碼實(shí)現(xiàn)114.3 SSTF

2、算法的代碼實(shí)現(xiàn)134.4 SCAN算法的代碼實(shí)現(xiàn)154.5 CSCAN算法的代碼實(shí)現(xiàn)17第五章測試數(shù)據(jù)和結(jié)果20第六章總結(jié)23第一章課程設(shè)計(jì)目的1.1編寫目的本課程設(shè)計(jì)的目的是通過磁盤調(diào)度算法設(shè)計(jì)一個(gè)磁盤調(diào)度模擬系統(tǒng)，從而使磁盤調(diào)度算法更加形象化，容易使人理解，使磁盤調(diào)度的特點(diǎn)更簡單明了，能使使用者加深對(duì)先來先服務(wù)算法、最短尋道時(shí)間優(yōu)先算法、掃描算法以及循環(huán)掃描算法等磁盤調(diào)度算法的理解第二章課程設(shè)計(jì)內(nèi)容2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容系統(tǒng)主界面可以靈活選擇某種算法，算法包括：先來先服務(wù)算法（FCFS）、最短尋道時(shí)間優(yōu)先算法（SSTF、掃描算法（SCAN、循環(huán)掃描算法（CSCAN,2.1.1 、先來先服務(wù)算法（

3、FCFS）這是一種比較簡單的磁盤調(diào)度算法。它根據(jù)進(jìn)程請求訪問磁盤的先后次序進(jìn)行調(diào)度。此算法的優(yōu)點(diǎn)是公平、簡單，且每個(gè)進(jìn)程的請求都能依次得到處理，不會(huì)出現(xiàn)某一進(jìn)程的請求長期得不到滿足的情況。此算法由于未對(duì)尋道進(jìn)行優(yōu)化，在對(duì)磁盤的訪問請求比較多的情況下，此算法將降低設(shè)備服務(wù)的吞吐量，致使平均尋道時(shí)間可能較長，但各進(jìn)程得到服務(wù)的響應(yīng)時(shí)間的變化幅度較小。2.1.2 、最短尋道時(shí)間優(yōu)先算法（SSTF）該算法選擇這樣的進(jìn)程，其要求訪問的磁道與當(dāng)前磁頭所在的磁道距離最近，以使每次的尋道時(shí)間最短，該算法可以得到比較好的吞吐量，但卻不能保證平均尋道時(shí)間最短。其缺點(diǎn)是對(duì)用戶的服務(wù)請求的響應(yīng)機(jī)會(huì)不是均等的，因而導(dǎo)致

4、響應(yīng)時(shí)間的變化幅度很大。在服務(wù)請求很多的情況下，對(duì)內(nèi)外邊緣磁道的請求將會(huì)無限期的被延遲，有些請求的響應(yīng)時(shí)間將不可預(yù)期。2.1.3 、掃描算法（SCAN）掃描算法不僅考慮到欲訪問的磁道與當(dāng)前磁道的距離，更優(yōu)先考慮的是磁頭的當(dāng)前移動(dòng)方向。例如，當(dāng)磁頭正在自里向外移動(dòng)時(shí)，掃描算法所選擇的下一個(gè)訪問對(duì)象應(yīng)是其欲訪問的磁道既在當(dāng)前磁道之外，又是距離最近的。這樣自里向外地訪問，直到再無更外的磁道需要訪問才將磁臂換向，自外向里移動(dòng)。這時(shí)，同樣也是每次選擇這樣的進(jìn)程來調(diào)度，即其要訪問的磁道，在當(dāng)前磁道之內(nèi)，從而避免了饑餓現(xiàn)象的出現(xiàn)。由于這種算法中磁頭移動(dòng)的規(guī)律頗似電梯的運(yùn)行，故又稱為電梯調(diào)度算法。此算法基本上

5、克服了最短尋道時(shí)間優(yōu)先算法的服務(wù)集中于中間磁道和響應(yīng)時(shí)間變化比較大的缺點(diǎn)，而具有最短尋道時(shí)間優(yōu)先算法的優(yōu)點(diǎn)即吞吐量較大，平均響應(yīng)時(shí)間較小，但由于是擺動(dòng)式的掃描方法，兩側(cè)磁道被訪問的頻率仍低于中間磁道。2.1.4 、循環(huán)掃描算法（CSCA）N循環(huán)掃描算法是對(duì)掃描算法的改進(jìn)。如果對(duì)磁道的訪問請求是均勻分布的，當(dāng)磁頭到達(dá)磁盤的一端，并反向運(yùn)動(dòng)時(shí)落在磁頭之后的訪問請求相對(duì)較少。這是由于這些磁道剛被處理，而磁盤另一端的請求密度相當(dāng)高，且這些訪問請求等待的時(shí)間較長，為了解決這種情況，循環(huán)掃描算法規(guī)定磁頭單向移動(dòng)。例如，只自里向外移動(dòng)，當(dāng)磁頭移到最外的被訪問磁道時(shí)，磁頭立即返回到最里的欲訪磁道，即將最小磁道

6、號(hào)緊接著最大磁道號(hào)構(gòu)成循環(huán)，進(jìn)行掃描第三章系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)3.1 模塊調(diào)度關(guān)系圖該系統(tǒng)包含的各個(gè)模塊及個(gè)模塊之間的關(guān)系如下圖：磁盤調(diào)度模擬系統(tǒng)退出循環(huán)掃描掃描調(diào)度最短尋道時(shí)間優(yōu)先先來先服務(wù)圖3.1模塊調(diào)度關(guān)系圖3.2 模塊程序流程圖3.2.1 FCFS算法（先來先服務(wù)）流程圖開始播出工理推入拱學(xué)清重新推入是圖321先來先期第漉程圖3.2.2 SSTF算法（最短尋道時(shí)間優(yōu)先算法）算法流程圖:開始按擒入股.序?qū)⒋诺佬虻捷攪鴮?duì)域道序列進(jìn)行排序并輸出輸入當(dāng)前磁道號(hào)輸出平均導(dǎo)道長度LTK結(jié)束1圖422最短尋道時(shí)間優(yōu)先3.2.3 SCAN算法（掃描算法）流程圖:是 T按輸入順序?qū)⒆l道序列輸出對(duì)磁道序列進(jìn)行排序

7、并輸出輸入當(dāng)前磁道號(hào)了圖3,2.3掃描訓(xùn)度算法3.2.4 CSCAN算法（循環(huán)掃描算法）流程圖:開始輸入磁道序列判斷是否為有效序列圖二工，循環(huán)掃描彷匕奘皇就入貓泛普重新瑜入第四章程序?qū)崿F(xiàn)4.1主函數(shù)的代碼實(shí)現(xiàn)主函數(shù)包含了系統(tǒng)的輸入輸出語句，及以及對(duì)輸入輸出有效性的判斷，在語言中不提倡使用goto語句；但是為了實(shí)現(xiàn)輸入磁道號(hào)錯(cuò)誤后能夠重新輸入，提高程序的可用性我仍然使用了goto語句，主函數(shù)代碼如下：voidmain()inta;intc;/菜單項(xiàng)intcidaomaxsize;inti=0,count;charstr100;cout請輸入磁道序列(0結(jié)束)：str;/對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性判斷a

8、=decide(str);if(a=0)cout輸入數(shù)據(jù)的類型錯(cuò)誤,請重新輸入！str;/對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性判斷a=decide(str);if(a=0)cout輸入數(shù)據(jù)的類型錯(cuò)誤,請重新輸入！endl;elsecidaoi=trans(str,a);i+;count=i-1;/要訪問的磁道數(shù)cout你輸入的磁道序列為：;for(i=0;icount;i+)coutcidaoi/輸出磁道序列)coutendl;while(1)coutendl;coutI*”endl;cout系統(tǒng)菜*”endl;coutI*”endl;cout*endl;coutvv”*1.先來先服務(wù)*endl;cout*endl;cout*2.最短尋道時(shí)間優(yōu)*endl;cout*endl;cout*3.掃描調(diào)度*endl;cout*endl;cout*4.循環(huán)掃描*endl;cout*endl;cout*5.退出*endl;cout*endl;coutI*”endl;coutI*”endl;G:coutstr;/對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性判斷a=decide(str);if(a=0)cout輸入數(shù)據(jù)的類型錯(cuò)誤,請重新輸入！5