武漢理工大學(xué)操作系統(tǒng)磁盤調(diào)度實(shí)驗(yàn)報(bào)告

學(xué)生學(xué)號實(shí)驗(yàn)課成績武漢理工大學(xué)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告書實(shí)驗(yàn)課程名稱計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)開課學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院指導(dǎo)老師姓名學(xué)生姓名學(xué)生專業(yè)班級—學(xué)年第一學(xué)期實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：磁盤調(diào)度第一部分：實(shí)驗(yàn)分析與設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)目的、功能與要求設(shè)計(jì)目的、功能：模擬實(shí)現(xiàn)磁盤調(diào)度功能，掌握磁盤調(diào)度的相關(guān)內(nèi)容，對磁盤結(jié)構(gòu)及調(diào)度算法有深入的理解。要求：任選一種計(jì)算機(jī)高級語言編程實(shí)現(xiàn)選擇1~2種程序調(diào)度算法（先來先服務(wù)算法、最短尋道時間優(yōu)先、電梯算法）模擬實(shí)現(xiàn)磁盤調(diào)度能夠輸入當(dāng)前磁頭的位置、磁頭移動方向、磁道訪問請求序列等能夠顯示磁盤調(diào)度結(jié)果（磁頭依次訪問的磁道號順序），并計(jì)算磁頭移動的總磁道數(shù)等。二、問題的詳細(xì)描述、需求分析詳細(xì)描述：利用c++語言設(shè)計(jì)程序，模擬磁盤調(diào)度的過程，系統(tǒng)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）和最短尋道時間優(yōu)先算法（SSTF）。需求分析：要求輸入程序的基本信息：當(dāng)前磁頭的位置、磁頭移動方向、磁道訪問請求序列、提出磁盤讀寫請求的程序數(shù)等；使用算法：1-先來先服務(wù)算法（FCFS），2-最短尋道時間優(yōu)先算法（SSTF）。要求采用先來先服務(wù)和最短尋道時間優(yōu)先算法分別運(yùn)行程序，并計(jì)算每次訪問下一個磁道號移動的距離和移動總量；輸出：要求模擬整個磁盤調(diào)度過程，輸出每個算法下程序的運(yùn)行結(jié)果；三、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、功能設(shè)計(jì)（功能與框圖、功能模塊說明）功能模塊說明：1、先來先服務(wù)算法模塊（FCFS（））這是一種比較簡單的磁盤調(diào)度算法。它根據(jù)程序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，且每個程序的請求都能依次得到處理，不會出現(xiàn)某一程序的請求長期得不到滿足的情況。此算法由于未對尋道進(jìn)行優(yōu)化，在對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，致使平均尋道時間可能較長，但各程序得到服務(wù)的響應(yīng)時間的變化幅度較小。框圖如下：2、最短尋道時間優(yōu)先算法模塊（SSTF（））該算法選擇這樣的程序，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間最短。其缺點(diǎn)是對用戶的服務(wù)請求的響應(yīng)機(jī)會不是均等的，因而導(dǎo)致響應(yīng)時間的變化幅度很大。在服務(wù)請求很多的情況下，對內(nèi)外邊緣磁道的請求將會無限期的被延遲，有些請求的響應(yīng)時間將不可預(yù)期?？驁D如下：3、輸入模塊（Inith（））：輸入程序的基本信息；4、排序模塊（Sort（））：將各程序申請的磁道按從小到大排列；5、計(jì)算模塊（Count（））：計(jì)算訪問下一磁道的移動距離和移動總量；6、輸出模塊（Show（））：格式化輸出磁道序列及計(jì)算結(jié)果。第二部分：實(shí)驗(yàn)調(diào)試與結(jié)果分析四、開發(fā)工具及源程序的主要部分（需對主要代碼段附文字注釋）（1）先來先服務(wù)算法voidFCFS(){ inttemp; temp=BeginNum;//--------將BeginNum賦給temp作為尋道時的當(dāng)前所在磁道號 for(inti=0;i<N;i++) { MoveDistance[i]=abs(TrackOrder[i]-temp);//-------計(jì)算移動磁道數(shù) temp=TrackOrder[i];//-------尋道后，將此道作為當(dāng)前所在磁道號，賦給temp FindOrder[i]=TrackOrder[i];//-----尋好的賦給尋好序列 }}（2）最短尋道時間優(yōu)先算法voidSSTF(){ inttemp,n; intA=M; temp=BeginNum;//--------將BeginNum賦給temp作為尋道時的當(dāng)前所在磁道號 for(inti=0;i<N;i++) { for(intj=0;j<N;j++)//-------尋找最短的尋道長度 { if(abs(TrackOrder[j]-temp)<A&&Finished[j]==false) { A=abs(TrackOrder[j]-temp); n=j; } elsecontinue; } Finished[n]=true;//-------將已經(jīng)尋找到的Finished賦值為true MoveDistance[i]=A;//-------尋道長度 temp=TrackOrder[n];//-------當(dāng)前尋道號。 A=M;//-----重置A值 FindOrder[i]=TrackOrder[n];//----尋好的賦給尋好序列 }}（3）程序基本信息輸入voidInith(){ cout<<"請輸入磁道數(shù)："; cin>>M; cout<<"請輸入提出磁盤讀寫請求的程序數(shù):"; cin>>N; cout<<"請依次輸入要訪問的磁道號："; for(inti=0;i<N;i++) cin>>TrackOrder[i]; for(intj=0;j<N;j++) MoveDistance[j]=0; cout<<"請輸入開始磁道號："; cin>>BeginNum; for(intk=0;k<N;k++) Finished[k]=false; for(intl=0;l<N;l++) SortOrder[l]=TrackOrder[l];}（4）結(jié)果輸出voidShow(){ cout<<"================從"<<BeginNum<<"號磁道開始====================="<<endl; cout<<setw(20)<<"被訪問的下一個磁道號"<<setw(20)<<"移動距離(磁道數(shù))"<<endl; for(inti=0;i<N;i++) { cout<<setw(15)<<FindOrder[i]<<setw(15)<<MoveDistance[i]<<endl; } cout<<setw(20)<<"移動總量:"<<Distance<<endl; cout<<endl;}（5）計(jì)算voidCount(){ intTotal=0; for(inti=0;i<N;i++) { Total+=MoveDistance[i]; } Distance=(double)Total;}五、測試用例、運(yùn)行結(jié)果與運(yùn)行情況分析采用先來先服務(wù)算法結(jié)果如下：采用最短尋道時間優(yōu)先算法結(jié)果如下：六、自我評價與總結(jié)本次實(shí)驗(yàn)的目的是模擬實(shí)現(xiàn)磁盤調(diào)度的功能，我分別采用先來先服務(wù)和最短尋道時間優(yōu)先算法實(shí)現(xiàn)了磁盤的調(diào)度。在做實(shí)驗(yàn)的時候也遇到了不少問題，如多個數(shù)據(jù)如何分類存儲，數(shù)據(jù)最終如何格式化的輸出，通過老師和同學(xué)們的幫助，我順利地完成了本次實(shí)驗(yàn)。通過