基于Linux的設(shè)備分配及磁盤(pán)調(diào)度算法說(shuō)明書(shū)

1、中北大學(xué)軟件學(xué)院實(shí)訓(xùn)說(shuō)明書(shū)中北大學(xué)軟件學(xué)院實(shí)訓(xùn)說(shuō)明書(shū)實(shí)訓(xùn)名稱(chēng): 操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 基于Linux的設(shè)備分配及磁盤(pán)調(diào)度算法題目名稱(chēng)： 軟件工程專(zhuān) 業(yè)： 班 級(jí)： 12210A02 小組成員學(xué)號(hào)： 1221010516 姓名： 高田田 成績(jī)： 學(xué)號(hào)： 1221010543 姓名： 王 浩 成績(jī)： 學(xué)號(hào)： 1221010618 姓名： 許嘉陽(yáng) 成績(jī)： 學(xué)號(hào)： 1221010707 姓名： 王晉英 成績(jī)： 薛海麗指導(dǎo)教師： 2015 年 1 月任務(wù)分工情況說(shuō)明姓名分工組長(zhǎng)高田田 負(fù)責(zé)小組分工,資料查詢(xún),參與整體需求分析及概要設(shè)計(jì)，完成設(shè)備分配部分的詳細(xì)設(shè)計(jì)及代碼。完成代碼整合及主函數(shù)的編寫(xiě)。完成小組說(shuō)

2、明書(shū)文檔整理工作。組員王浩 資料查詢(xún), 參與整體需求分析及概要設(shè)計(jì)，完成磁盤(pán)調(diào)度中先來(lái)先服務(wù)(FCFS)和循環(huán)掃描調(diào)度算法(CSCAN)部分的詳細(xì)設(shè)計(jì)及代碼，協(xié)助完成設(shè)備分配。組員許嘉陽(yáng) 資料查詢(xún), 參與整體需求分析及概要設(shè)計(jì)，完成磁盤(pán)調(diào)度中最短尋道時(shí)間優(yōu)先算法(SSTF)和掃描調(diào)度算法(SCAN)部分的詳細(xì)設(shè)計(jì)及代碼代碼，協(xié)助完成設(shè)備分配。組員王晉英 資料查詢(xún), 參與整體需求分析及概要設(shè)計(jì)，完成進(jìn)程控制部分的詳細(xì)設(shè)計(jì)及代碼編寫(xiě)。第 0 頁(yè) 共 1 頁(yè)目錄1. 緒論12. 需求分析12.1. 目的12.2. 內(nèi)容22.2.1. 進(jìn)程調(diào)度22.2.2. 設(shè)備分配22.2.3. 磁盤(pán)調(diào)度33. 概

3、要設(shè)計(jì)43.1. 進(jìn)程調(diào)度43.1.1. 功能模塊圖43.1.2. 相關(guān)函數(shù)53.2. 設(shè)備分配53.2.1. 功能模塊圖63.2.1. 相關(guān)函數(shù)63.3. 磁盤(pán)調(diào)度73.2.1. 功能模塊圖73.2.1. 相關(guān)函數(shù)74. 詳細(xì)設(shè)計(jì)74.1. 進(jìn)程調(diào)度74.1.1進(jìn)程創(chuàng)建74.1.2進(jìn)程切換94.1.3進(jìn)程阻塞104.1.4進(jìn)程喚醒104.1.5進(jìn)程結(jié)束114.1.6進(jìn)程顯示124.2. 設(shè)備分配134.2.1. 設(shè)備分配134.2.2. 設(shè)備釋放164.2.3. 設(shè)備添加194.2.4. 設(shè)備刪除214.2.5. 設(shè)備顯示244.3. 磁盤(pán)調(diào)度264.3.1. 先來(lái)先服務(wù)算法264.3.2

4、最短尋道時(shí)間優(yōu)先算法274.3.3 掃描算法28 4.3.4 循環(huán)掃描算法30 4.3.5 調(diào)用四種算法比較315. 心得體會(huì)326. 參考文獻(xiàn)337. 源代碼34I1. 緒論隨著信息技術(shù)的發(fā)展, ,Linux操作系統(tǒng)得到了前所未有的廣泛應(yīng)用。Linux被應(yīng)用到包括便攜式電子設(shè)備、生物科技以及航天科技等各種領(lǐng)域。顯然不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)inux系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、公平性和吞吐量等性能有著不同的要求,而進(jìn)程調(diào)度算法對(duì)Linux系統(tǒng)性能起著至關(guān)重要的作用,用來(lái)創(chuàng)建進(jìn)程,撤銷(xiāo)進(jìn)程,實(shí)現(xiàn)進(jìn)程轉(zhuǎn)換,它提供了可運(yùn)行得進(jìn)程之間復(fù)用CPU的方法 ，并為創(chuàng)建的進(jìn)程在設(shè)備分配功能中提供所必要設(shè)備。同時(shí)，Internet的飛

5、速發(fā)展使數(shù)據(jù)增長(zhǎng)，這給數(shù)據(jù)增長(zhǎng)帶來(lái)了很大的壓力。對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)性能、數(shù)據(jù)傳輸性能、數(shù)據(jù)管理性能和存儲(chǔ)擴(kuò)展等方面都提出了比過(guò)去更高的要求。這需要一個(gè)既能滿足大容量信息存儲(chǔ)、能適應(yīng)將來(lái)容量擴(kuò)充要求的存儲(chǔ)器管理系統(tǒng)，又可以大大提高傳輸速率，還可以完成信息高速處理的計(jì)算機(jī)體系架構(gòu)。而隨著技術(shù)的發(fā)展，設(shè)備管理技術(shù)和磁盤(pán)調(diào)度技術(shù)成為提高數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵因素。因此，研究海量管理系統(tǒng)中的分配管理技術(shù)和磁盤(pán)調(diào)度策略具有重要意義。本次課程設(shè)計(jì)就這些問(wèn)題展開(kāi)了一些有意義的研究工作。2. 需求分析 2.1. 目的 （1）通過(guò)本實(shí)驗(yàn)可以加深理解有關(guān)進(jìn)程控制塊(PCB) 、進(jìn)程隊(duì)列的概念，體會(huì)并了解創(chuàng)建進(jìn)程、切換進(jìn)

6、程、阻塞進(jìn)程、喚醒進(jìn)程、結(jié)束進(jìn)程、顯示進(jìn)程的具體實(shí)施過(guò)程。 （2）完成設(shè)備管理功能的模擬，掌握包括通道和控制器的添加和刪除，設(shè)備的添加、刪除，設(shè)備的分配和回收 。 （3）通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)磁盤(pán)調(diào)度模擬系統(tǒng)，從而使磁盤(pán)調(diào)度算法更加形象化，容易使人理解，使磁盤(pán)調(diào)度的特點(diǎn)更簡(jiǎn)單明了，能使使用者加深對(duì)先來(lái)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(pán)調(diào)度算法的理解。2.2. 內(nèi)容 2.2.1. 進(jìn)程調(diào)度 2.2.2.1.功能分析 (1)每個(gè)進(jìn)程有一個(gè)進(jìn)程控制塊(PCB)表示。進(jìn)程控制塊包含如下信 息:進(jìn)程名、進(jìn)程編號(hào)、進(jìn)程的大小和進(jìn)程的臨接PCB的地址。 (2)每個(gè)進(jìn)程的狀態(tài)可以是就緒(r

7、eady) 、執(zhí)行(running)和阻塞 (block)三種狀態(tài)之一。 (3)進(jìn)程創(chuàng)建，由系統(tǒng)生成一個(gè)PCB結(jié)點(diǎn)，用進(jìn)隊(duì)函數(shù)放入就緒隊(duì)列。 如果沒(méi)有正在執(zhí)行的進(jìn)程，則將等待隊(duì)列中就緒進(jìn)程調(diào)入執(zhí)行。 (4)進(jìn)程切換，通過(guò)函數(shù)實(shí)現(xiàn)將運(yùn)行隊(duì)列中的執(zhí)行進(jìn)程調(diào)入就緒隊(duì)列， 將等待隊(duì)列中就緒進(jìn)程調(diào)入執(zhí)行。 (5) 進(jìn)程阻塞，通過(guò)函數(shù)實(shí)現(xiàn)將運(yùn)行隊(duì)列中的執(zhí)行進(jìn)程調(diào)入阻塞隊(duì) 列，將等待隊(duì)列中就緒進(jìn)程調(diào)入執(zhí)行。 (6) 進(jìn)程喚醒，通過(guò)函數(shù)實(shí)現(xiàn)將阻塞隊(duì)列中的阻塞進(jìn)程調(diào)入就緒隊(duì) 列，將等待隊(duì)列中就緒進(jìn)程調(diào)入執(zhí)行。 (7) 進(jìn)程結(jié)束，通過(guò)函數(shù)實(shí)現(xiàn)將就緒隊(duì)列中的就緒進(jìn)程搶占運(yùn)行隊(duì) 列。 (8)進(jìn)程顯示，根據(jù)隊(duì)列進(jìn)程的存

8、儲(chǔ)特性，順序查找到每個(gè)進(jìn)程并依 次輸出每個(gè)進(jìn)程的名稱(chēng)和大小。 (9) 所創(chuàng)建進(jìn)程將會(huì)在設(shè)備分配功能中為其提供所需必要設(shè)備。 2.2.2.1.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 進(jìn)程控制塊（PCB） 2.2.2. 設(shè)備分配 2.2.2.1.功能分析 （1）設(shè)備管理子系統(tǒng)涉及到通道控制表（CHCT）、控制器控制表（COCT） 和設(shè)備控制表（DCT）來(lái)體現(xiàn)輸入輸出系統(tǒng)。 （2）實(shí)現(xiàn)上述設(shè)備、控制器以及通道的層次關(guān)系，同時(shí)能夠添加或刪 除新的設(shè)備、控制器或通道。 （3）通過(guò)鍵盤(pán)命令模擬進(jìn)程執(zhí)行過(guò)程中提出的設(shè)備分配或釋放請(qǐng)求， 并為此請(qǐng)求分配或釋放設(shè)備。分配設(shè)備成功后可將進(jìn)程狀態(tài)調(diào)整為阻塞，釋 放設(shè)備后變?yōu)榫途w狀態(tài)。 （4）分配

9、設(shè)備時(shí)應(yīng)如果該設(shè)備已被其它進(jìn)程占用，則設(shè)備分配失敗， 請(qǐng)求進(jìn)程進(jìn)入阻塞狀態(tài)，同時(shí)等待該設(shè)備的釋放。如果設(shè)備空閑，進(jìn)程占用 設(shè)備的同時(shí)還應(yīng)提出申請(qǐng)控制器請(qǐng)求，直到與設(shè)備相關(guān)的通道都已申請(qǐng)成功 為止。 （5）設(shè)備、控制器或通道的釋放應(yīng)引起對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的等待隊(duì)列中的第一 個(gè)阻塞進(jìn)程被喚醒。如果被喚醒的進(jìn)程還未完成申請(qǐng)操作，應(yīng)繼續(xù)執(zhí)行上級(jí) 節(jié)點(diǎn)的申請(qǐng)操作。 2.2.2.2.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 設(shè)備控制表（DCT） 控制器控制表（COCT） 通道控制表（CHCT） 2.2.3. 磁盤(pán)調(diào)度 系統(tǒng)主界面可以靈活選擇某種算法，算法包括：先來(lái)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)

10、掃描算法（CSCAN）。 2.2.3.1先來(lái)先服務(wù)算法（FCFS）這是一種比較簡(jiǎn)單的磁盤(pán)調(diào)度算法。它根據(jù)進(jìn)程請(qǐng)求訪問(wèn)磁盤(pán)的先后次序進(jìn)行調(diào)度。此算法的優(yōu)點(diǎn)是公平、簡(jiǎn)單，且每個(gè)進(jìn)程的請(qǐng)求都能依次得到處理，不會(huì)出現(xiàn)某一進(jìn)程的請(qǐng)求長(zhǎng)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(pán)的訪問(wèn)請(qǐng)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(zhǎng)，但各進(jìn)程得到服務(wù)的響應(yīng)時(shí)間的變化幅度較小。 2.2.3.2 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(wèn)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

11、最短。其缺點(diǎn)是對(duì)用戶的服務(wù)請(qǐng)求的響應(yīng)機(jī)會(huì)不是均等的，因而導(dǎo)致響應(yīng)時(shí)間的變化幅度很大。在服務(wù)請(qǐng)求很多的情況下，對(duì)內(nèi)外邊緣磁道的請(qǐng)求將會(huì)無(wú)限期的被延遲，有些請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間將不可預(yù)期。 2.2.3.3 掃描算法（SCAN）掃描算法不僅考慮到欲訪問(wèn)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(wèn)對(duì)象應(yīng)是其欲訪問(wèn)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(wèn)，直到再無(wú)更外的磁道需要訪問(wèn)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(lái)調(diào)度，即其要訪問(wèn)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

12、磁頭移動(dòng)的規(guī)律頗似電梯的運(yùn)行，故又稱(chēng)為電梯調(diào)度算法。此算法基本上克服了最短尋道時(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(wèn)的頻率仍低于中間磁道。 2.2.3.4 循環(huán)掃描算法（CSCAN）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(wèn)請(qǐng)求是均勻分布的，當(dāng)磁頭到達(dá)磁盤(pán)的一端，并反向運(yùn)動(dòng)時(shí)落在磁頭之后的訪問(wèn)請(qǐng)求相對(duì)較少。這是由于這些磁道剛被處理，而磁盤(pán)另一端的請(qǐng)求密度相當(dāng)高，且這些訪問(wèn)請(qǐng)求等待的時(shí)間較長(zhǎng)，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

13、頭移到最外的被訪問(wèn)磁道時(shí)，磁頭立即返回到最里的欲訪磁道，即將最小磁道號(hào)緊接著最大磁道號(hào)構(gòu)成循環(huán)，進(jìn)行掃描。3. 概要設(shè)計(jì)3.1. 進(jìn)程調(diào)度 3.1.1. 功能模塊圖圖3.1 進(jìn)程管理功能模塊圖 3.1.2. 相關(guān)函數(shù) void enqueue(int id,char *name,int size,struct PCB *head)-進(jìn)程 進(jìn)入隊(duì)列（就緒隊(duì)列、阻塞隊(duì)列） struct PCB *dequeue(struct PCB *head)-進(jìn)程移出隊(duì)列 void createProcess()-創(chuàng)建進(jìn)程 void switchProcess()-進(jìn)程切換 void blockProcess

14、()-阻塞進(jìn)程 void wakeupProcess()-喚醒進(jìn)程 void terminateProcess()-結(jié)束進(jìn)程 void displayProcessstatus()-顯示進(jìn)程狀態(tài) 3.2. 設(shè)備分配 3.2.1. 功能模塊圖圖3.2 設(shè)備分配功能模塊圖 3.2.1. 相關(guān)函數(shù) struct DCT *findDCT(char name)-用設(shè)備名查找設(shè)備 struct COCT *findController(char name)-用控制器名查找控制器 struct CHCT *findChannel(char name)-用通道名查找通道 addProcesstoWaitin

15、g(*waiting,*p)-進(jìn)入進(jìn)程等待隊(duì)列 add(*head,*node)-入隊(duì)列 struct PCB *getFirst(*head)-獲得隊(duì)列里的第一個(gè)進(jìn)程 allocateCHCT(*chct,*p)-分配CHCT allocateCOCT(*coct,*p)-分配COCT allocateDCT()-分配DCT releaseCHCT(*name,*chct,*p)-釋放通道 releaseCOCT(*name,*coct,*p)-釋放控制器 releaseDCT()-釋放設(shè)備 addChannel(char name)-增加通道 addController(*name,*ch

16、ct)-增加控制器 addDevice(*name,*coct)-增加設(shè)備 deleteDCT(char nameDCT)-刪除設(shè)備 deleteCOCT(char nameCOCT)-刪除控制器 deleteCHCT(char nameCHCT)-刪除通道 displayDCT()-顯示設(shè)備3.3. 磁盤(pán)調(diào)度 3.2.1. 功能模塊圖圖3.3 磁盤(pán)調(diào)度功能模塊圖 3.2.1. 相關(guān)函數(shù) Sort(int Array,int n)-冒泡排序算法,從小到大排序 Output(int Track,int Num)-輸出磁道請(qǐng)求順序 FCFS(int Track,int Num)-先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法

17、 SSTF(int Track,int Num)-最短尋道時(shí)間優(yōu)先調(diào)度算法 SCAN(int Track,int Num)-掃描調(diào)度算法 C_SCAN(int Track,int Num)-循環(huán)掃描調(diào)度算法4. 詳細(xì)設(shè)計(jì)4.1. 進(jìn)程調(diào)度 4.1.1進(jìn)程創(chuàng)建 (1)核心代碼void createProcess()printf("nname: ");scanf("%s",name); printf("size: ");scanf("%d",&size);printf("n"); enque

18、ue(id+,name,size,ready); /用進(jìn)隊(duì)函數(shù)將進(jìn)程放入就緒隊(duì)列 if(running=0) /如果沒(méi)有正在執(zhí)行的進(jìn)程，則將等待隊(duì)列中就緒進(jìn)程調(diào)入執(zhí)行 running=dequeue(ready); (2)測(cè)試結(jié)果圖4.1.1 進(jìn)程管理主界面 圖4.1.2 進(jìn)程創(chuàng)建前 圖4.1.3 進(jìn)程創(chuàng)建后 4.1.2進(jìn)程切換 (1)核心代碼 void switchProcess() if(running!=0&&ready->next!=0) enqueue(running->id,running->name,running->size,ready)

19、; /將正在執(zhí)行的進(jìn)程放入就緒隊(duì)列 running=dequeue(ready); /將就緒隊(duì)列中第一個(gè)進(jìn)程 調(diào)入執(zhí)行 elseprintf("沒(méi)有可切換的進(jìn)程n");(2)測(cè)試結(jié)果 圖4.1.4 進(jìn)程切換前 圖4.1.5 進(jìn)程切換后圖4.1.6 沒(méi)有可切換的進(jìn)程 4.1.3進(jìn)程阻塞 (1)核心代碼 void blockProcess()if(running=0)printf("沒(méi)有可阻塞的進(jìn)程n"); else enqueue(running->id,running->name,running->size,blocked); /將正在

20、執(zhí)行的進(jìn)程掛入阻塞隊(duì)列 running=0; if(ready->next=0) printf("沒(méi)有可執(zhí)行的進(jìn)程n"); else running=dequeue(ready); (2)測(cè)試結(jié)果 圖4.1.7 進(jìn)程阻塞前 圖4.1.8進(jìn)程阻塞后圖4.1.9 沒(méi)有可阻塞的進(jìn)程4.1.4進(jìn)程喚醒 (1)核心代碼 void wakeupProcess()if(blocked->next=0)printf("沒(méi)有可激活的進(jìn)程");elseenqueue(blocked->next->id,blocked->next->nam

21、e,blocked->next->size,ready);dequeue(blocked);if(running=0)running=dequeue(ready);(2)測(cè)試結(jié)果 圖4.1.10 進(jìn)程喚醒前 圖4.1.11 進(jìn)程喚醒后圖4.1.12 沒(méi)有可喚醒的進(jìn)程4.1.5進(jìn)程結(jié)束(1)核心代碼void terminateProcess() if(running=0) printf("沒(méi)有需要結(jié)束的進(jìn)程n");else running=dequeue(ready);(2)測(cè)試結(jié)果 圖4.1.13 進(jìn)程結(jié)束前 圖4.1.14 進(jìn)程結(jié)束后圖4.1.15 沒(méi)有可結(jié)束

22、的進(jìn)程4.1.6進(jìn)程顯示(1)核心代碼void displayProcessstatus()printf("-就緒狀態(tài)-n");if(ready->next=0)printf("當(dāng)前沒(méi)有進(jìn)程在該狀態(tài)n");if(ready->next!=0)q=ready->next;while(ready->next!=0)printf("%s",ready->next->name);printf(" %dn",ready->next->size);ready->next=r

23、eady->next->next;ready->next=q;printf("-執(zhí)行狀態(tài)-n");if(running=0) printf("當(dāng)前沒(méi)有進(jìn)程在該狀態(tài)n");if(running!=0)printf("%s",running->name);printf(" %dn",running->size);printf("-阻塞狀態(tài)-n");if(blocked->next=0) printf("當(dāng)前沒(méi)有進(jìn)程在該狀態(tài)nn");if(blo

24、cked->next!=0)p=blocked->next;while(blocked->next!=0)printf("%s",blocked->next->name);printf(" %dn",blocked->next->size);blocked->next = blocked->next->next;blocked->next=p;(2)測(cè)試結(jié)果 圖4.1.16 進(jìn)程顯示結(jié)果4.2. 設(shè)備分配 4.2.1. 設(shè)備分配 （1）核心代碼void allocateCHCT(struc

25、t CHCT *chct,struct PCB *p)/分配CHCT if(chct->occupied!=0) /如果通道被占用 printf("不能分配通道n"); addProcesstoWaiting(chct->waiting,p);/添加進(jìn)程到通道等待隊(duì)列else chct->occupied=p;printf("分配成功！n"); add(blocked,p);if(ready!=0)running=dequeue(ready);elserunning=0;/分配COCT void allocateCOCT(struct

26、COCT *coct,struct PCB *p) if(coct->occupied!=0) printf("不能分配控制器n"); addProcesstoWaiting(coct->waiting,p); add(blocked,p); if(ready!=0) running=dequeue(ready); elserunning=0; return;else coct->occupied=p; allocateCHCT(coct->chct,p); /已分配控制器請(qǐng)求分配通道 /分配DCT void allocateDCT() char n

27、ameDCT10;printf("請(qǐng)輸入設(shè)備名稱(chēng)：");scanf("%s",nameDCT);struct DCT * dct=findDCT(nameDCT); struct PCB * p = running;if(dct!=NULL&&p!=NULL)if(dct->occupied!=0)printf("不能分配設(shè)備n");addProcesstoWaiting(dct->waiting,p);add(blocked,p);if(ready!=0)running=dequeue(ready);el

28、serunning=0;return;elsedct->occupied=p;allocateCOCT(dct->coct,p); /設(shè)備分配成功請(qǐng)求分配控制器 else printf("發(fā)生錯(cuò)誤!n"); （2）測(cè)試結(jié)果圖4.2.1 設(shè)備管理主界面請(qǐng)求設(shè)備順序?yàn)椋簆rocess1->input1（成功） process2->printer2（失?。涸O(shè)備、控制器成功，通道被占用。進(jìn)程阻 塞，掛入通道等待隊(duì)列） process3->input1（失敗：設(shè)備input1被占用） 圖4.2.2 設(shè)備分配前 圖4.2.3 設(shè)備分配后 4.2.2. 設(shè)備

29、釋放 （1）核心代碼void releaseCHCT(char *name,struct CHCT *chct,struct PCB *p)/釋放通道if(p!=NULL)addProcesstoWaiting(chct->waiting,p);if(strcmp(name,chct->occupied->name)=0)if(chct->waiting->next!=NULL)chct->occupied = dequeue(chct->waiting);elsechct->occupied = NULL;void releaseCOCT(ch

30、ar *name,struct COCT *coct,struct PCB *p)/釋放控制器if(p!=NULL)addProcesstoWaiting(coct->waiting,p);if(strcmp(name,coct->occupied->name)=0)if(coct->waiting->next!=NULL)coct->occupied = dequeue(coct->waiting);elsecoct->occupied = NULL;releaseCHCT(name,coct->chct,coct->occupie

31、d); /控制器已釋放，請(qǐng)求釋放通道 void releaseDCT()/釋放設(shè)備char nameDCT10;printf("請(qǐng)輸入要釋放的設(shè)備名稱(chēng)：n");scanf("%s",nameDCT);char nameP10;printf("請(qǐng)輸入要釋放的進(jìn)程名稱(chēng)：n");scanf("%s",nameP);struct DCT *temp = findDCT(nameDCT);if(strcmp(temp->occupied->name,nameP)=0)if(temp->waiting->

32、;next!=NULL)temp->occupied = dequeue(temp->waiting);elsetemp->occupied = NULL;releaseCOCT(nameP,temp->coct,temp->occupied); /設(shè)備釋放成功，請(qǐng)求釋放控制器 elseprintf("沒(méi)有對(duì)應(yīng)的設(shè)備和進(jìn)程！"); （2）測(cè)試結(jié)果釋放：input1->process1(成功：同時(shí)通道等待隊(duì)列中的process2設(shè)備分 配成功，process3的設(shè)備和控制器分配成 功，掛入通道等待隊(duì)列) 圖4.2.4 input1釋放前 圖

33、4.2.5 input1釋放后 4.2.3. 設(shè)備添加 （1）核心代碼 void addChannel(char name)/增加通道 struct CHCT *temp=(struct CHCT *)malloc(sizeof(struct CHCT); strcpy(temp->name,name); temp->next=0; temp->busy=0; struct PCB *newnode=(struct PCB *)malloc(sizeof(struct PCB); temp->waiting=newnode; temp->waiting->n

34、ext = NULL; temp->occupied=0; struct CHCT * head=chcts; /進(jìn)入了chcts隊(duì)列 while(head->next!=0) head=head->next; head->next=temp;void addController(char *name,struct CHCT *chct)/增加控制器 struct COCT *temp=(struct COCT *)malloc(sizeof(struct COCT); strcpy(temp->name,name); temp->next=0; temp-

35、>busy=0; struct PCB *newnode=(struct PCB *)malloc(sizeof(struct PCB); temp->waiting=newnode; temp->waiting->next = NULL; temp->occupied=0; temp->chct= chct; struct COCT *head=cocts; /進(jìn)入了cocts隊(duì)列 while(head->next!=0) head=head->next; head->next=temp; void addDevice(char *nam

36、e,struct COCT *coct)/增加設(shè)備 struct DCT *temp=(struct DCT *)malloc(sizeof(struct DCT);strcpy(temp->name,name);temp->next=0;temp->busy=0;struct PCB *newnode=(struct PCB *)malloc(sizeof(struct PCB); temp->waiting=newnode;temp->waiting->next = NULL;temp->occupied=0;temp->coct= coct

37、;struct DCT *head=dcts;while(head->next!=0)head=head->next;head->next=temp; （2）測(cè)試結(jié)果添加 通道：chct3添加控制器：coct4屬于通道chct3添加 設(shè)備：disk2屬于控制器coct4 圖4.2.6 添加前 圖4.2.7 添加后 4.2.4. 設(shè)備刪除 （1）核心代碼 void deleteDCT(char nameDCT)/刪除設(shè)備struct DCT *temp = findDCT(nameDCT);struct DCT *head = dcts;if(temp=NULL)printf(

38、"沒(méi)有對(duì)應(yīng)的設(shè)備!n");return ;elsewhile(head->next!=0)if(strcmp(temp->name,head->next->name)=0)if(temp->occupied!=NULL)printf("此設(shè)備現(xiàn)在正在使用不能刪除n");else head->next=head->next->next;break;else head=head->next;void deleteCOCT(char nameCOCT)/刪除控制器struct COCT *temp=find

39、Controller(nameCOCT);struct COCT *head=cocts;if(temp=NULL)printf("沒(méi)有對(duì)應(yīng)的控制器n");return;elsewhile(head->next!=0)if(strcmp(temp->name,head->next->name)=0)if(temp->occupied!=NULL)printf("此控制器現(xiàn)在正在使用不能刪除n");elsehead->next=head->next->next;break;head=head->next

40、;void deleteCHCT(char nameCHCT)/刪除通道struct CHCT *temp=findChannel(nameCHCT);struct CHCT *head=chcts;if(temp=NULL)printf("沒(méi)有對(duì)應(yīng)的通道n");return;elsewhile(head->next!=0)if(strcmp(temp->name,head->next->name)=0)if(temp->occupied!=NULL)printf("此通道現(xiàn)在正在使用不能刪除n");else/deleteD

41、CT(temp->);head->next=head->next->next;/i+;break;head=head->next; （2）測(cè)試結(jié)果刪除設(shè) 備：input1刪除控制器：coct4 級(jí)聯(lián)刪除未被占用的設(shè)備disk2，若disk2被占用則不 能刪除刪除通 道：chct3 圖4.2.8 刪除前 圖4.2.9 刪除后 4.2.5. 設(shè)備顯示 （1）核心代碼 void displayDCT()struct DCT *dct;struct COCT *coct;struct CHCT *chct = chcts;struct PCB *pcb;/-顯示通道 wh

42、ile(chct->next!=NULL)chct = chct->next;printf(" %s(",chct->name);if(chct->occupied!=0)printf("%s",chct->occupied->name);printf(")");pcb = chct->waiting->next; /waiting是頭結(jié)點(diǎn)，pcb指向隊(duì)列第一個(gè)進(jìn)程while(pcb!=NULL)printf("%s",pcb->name);pcb = pcb-

43、>next;printf("n");/-顯示控制器coct = cocts;while(coct->next!=NULL)coct = coct->next;if(strcmp(coct->chct->name,chct->name)=0)printf(" %s(",coct->name);if(coct->occupied!=0)printf("%s",coct->occupied->name);printf(")");pcb = coct->wa

44、iting->next;while(pcb!=NULL)printf("%s",pcb->name); pcb = pcb->next;printf("n");/-顯示設(shè)備dct = dcts;while(dct->next!=NULL)dct = dct->next;if(strcmp(dct->coct->name,coct->name)=0)printf(" %s(",dct->name);if(dct->occupied!=0)printf("%s"

45、;,dct->occupied->name);printf(")");pcb = dct->waiting->next;while(pcb!=NULL)printf("%s",pcb->name); pcb = pcb->next;printf("n"); （2）測(cè)試結(jié)果前文圖4.2.2圖4.2.9均為顯示結(jié)果 4.3. 磁盤(pán)調(diào)度 本系統(tǒng)劃分為四個(gè)模塊：先來(lái)先服務(wù)算法模塊void FCFS(int Track,int Num)、最短尋道時(shí)間優(yōu)先算法模塊void SSTF(int Track,int

46、Num)、掃描算法模塊void SCAN(int Track,int Num) 和循環(huán)掃描算法模塊：void C_SCAN(int Track,int Num)圖4.3.1 磁盤(pán)調(diào)度首頁(yè) 4.3.1. 先來(lái)先服務(wù)算法 輸入磁道號(hào)，按先來(lái)先服務(wù)的策略輸出磁盤(pán)請(qǐng)求序列，求平均尋道長(zhǎng)度，輸出移 動(dòng)平均磁道數(shù)。主要代碼：for(i=0;i<N;i+)if(Num<Tracki)temp=Tracki-Num;else temp=Num-Tracki;Num=Tracki;Sum+=temp;AverTime=(float)Sum/N;圖4.3.2 先來(lái)先服務(wù)算法執(zhí)行結(jié)果 4.3.2 最短尋

47、道時(shí)間優(yōu)先算法首先將隨機(jī)生成的磁盤(pán)請(qǐng)求序列與當(dāng)前所在的磁道號(hào)進(jìn)行比較，將所得之差用數(shù)組 Ttrack保存起來(lái)。然后在求出Ttrack數(shù)組中最小的數(shù)即為第一個(gè)訪問(wèn)的磁道。再 將訪問(wèn)過(guò)的磁道置-1。再次循環(huán)，求出平均尋道長(zhǎng)度，輸出移動(dòng)的平均磁道數(shù)。 主要代碼：for(j=0;j<N;j+) for(i=0;i<N;i+)if(Ttracki=-1)continue;elseif(Num<Tracki) Ttracki=Tracki-Num;else Ttracki=Num-Tracki;min=200;minj=0;for(i=0;i<N;i+)if(Ttracki=-1)

48、 continue;elseif(Ttracki<min)min=Ttracki;minj=i;Num=Trackminj;DiskDcount+=Num; Sum=Sum+Ttrackminj;Ttrackminj=-1;AverTime=(float)Sum/N;圖4.3.3 最短尋道時(shí)間優(yōu)先算法執(zhí)行結(jié)果 4.3.3 掃描算法將磁道號(hào)用冒泡法將隨機(jī)生成的磁道請(qǐng)求序列從小到大排序，隨機(jī)生成的當(dāng)前磁道 號(hào)，選擇移動(dòng)臂的移動(dòng)方向，根據(jù)當(dāng)前磁道在已排的序列中的位置，選擇掃描的順序， 求出平均尋道長(zhǎng)度，輸出移動(dòng)的平均磁道數(shù)。主要代碼：Output(Track,Num);for(i=0;i<

49、;N;i+) tempi=Tracki; Sort(temp,N); /將訪問(wèn)序列從小到大排序 while(tempk<Num) /找到Num在訪問(wèn)序列所在的位置 k+; l=k-1; r=k; printf("請(qǐng)輸入移動(dòng)臂移動(dòng)方向 (1 表示比當(dāng)前磁道號(hào)大的方向 ，0表示比當(dāng)前磁道小的方向) : ");scanf("%d",&choose); if(choose=0)printf("磁道訪問(wèn)的序列為："); for(j=l;j>=0;j-) printf(" %d ",tempj); for(j=r;j<N;j+) printf(" %d ",tempj); Sum=Num-2*temp0+tempN-1; else printf("磁道訪問(wèn)的序列為："); for(j=r;j<N;j+) printf(" %d ",tempj); for(j=l;j>=0;j-) printf(" %d ",tempj); Sum=Num-temp0+2*tempN-1; AverTime=(float)Sum/N;圖4.3.4 掃描調(diào)度算法執(zhí)行結(jié)果 4.3.4 循