操作系統(tǒng)課程設計-磁盤調(diào)度算法

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目 錄3 題目分析24 概要設計2 4.1 先來先服務（FCFS）的設計思想.2 4.2 最短尋道時間優(yōu)先調(diào)度（SSTF）的設計思想.2 4.3 掃描算法（SCAN）的設計思想2 4.4 循環(huán)掃描（CSCAN）的設計思想.25 代碼及流程3 5.1 流程圖.3 5.2 源代碼.86 運行結(jié)果167 設計心得19專心-專注-專業(yè)1 課程設計目的及要求設計目的：加深對操作系統(tǒng)原理的進一步認識，加強實踐動手能力和程序開發(fā)能力的培養(yǎng)，提高分析問題解決問題的能力，培養(yǎng)合作精神，以鞏固和加深磁盤調(diào)度的概念。操作系統(tǒng)是一門工程性很強的課程，它不僅要求學生掌握操作系統(tǒng)的工作原理和理論

2、知識，也要求學生的實際動手能力，以加深對所學習內(nèi)容的理解，使學生熟練地掌握計算機的操作方法，使用各種軟件工具，加強對課程內(nèi)容的理解。這次課程設計，就是通過模擬磁臂調(diào)度來加深對操作系統(tǒng)中磁臂調(diào)度概念的理解。使學生熟悉磁盤管理系統(tǒng)的設計方法；加深對所學各種磁盤調(diào)度算法的了解及其算法的特點。設計要求：編程序?qū)崿F(xiàn)下述磁盤調(diào)度算法,并求出每種算法的平均尋道長度；要求設計主界面可以靈活選擇某算法，且以下算法都要實現(xiàn)1、先來先服務算法（FCFS）2、最短尋道時間優(yōu)先算法（SSTF）3、掃描算法（SCAN）4、循環(huán)掃描算法（CSCAN）2 相關知識數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)組now:當前磁道號;array:放置磁道號的數(shù)組

3、;void FCFS(int array,int m )先來先服務算法(FCFS)void SSTF(int array,int m)最短尋道時間優(yōu)先算法(SSTF)void SCAN(int array,int m) 掃描算法(SCAN)void CSCAN(int array,int m)循環(huán)掃描算法(CSCAN) 磁盤調(diào)度：當有多個進程都請求訪問磁盤時，采用一種適當?shù)尿?qū)動調(diào)度算法，使各進程對磁盤的平均訪問（主要是尋道）時間最小。目前常用的磁盤調(diào)度算法有：1）閑來先服務2）最短尋道時間優(yōu)先3）掃描算法4）循環(huán)掃描算法等3 題目分析選擇一個自己熟悉的計算機系統(tǒng)和程序設計語言模擬操作系統(tǒng)基本功

4、能的設計方法及其實現(xiàn)過程 完成各分項功能。在算法的實現(xiàn)過程中，要求可決定變量應是動態(tài)可變的；同時模塊應該有一個合理的輸出結(jié)果。具體可參照實驗的程序模擬 .各功能程序要求自行編寫程序?qū)崿F(xiàn)，不得調(diào)用現(xiàn)有操作系統(tǒng)提供的模塊或功能函數(shù)。磁盤調(diào)度程序模擬。先來先服務調(diào)度算法. 最短尋道時間優(yōu)先調(diào)度，循環(huán)（SCAN）調(diào)度算法。程序設計語言自選，最終以軟件（含源代碼以及執(zhí)行程序）和設計報告的形式提交課程設計結(jié)果.。磁盤調(diào)度讓有限的資源發(fā)揮更大的作用。在多道程序設計的計算機系統(tǒng)中，各個進程可能會不斷提出不同的對磁盤進行讀/寫操作的請求。由于有時候這些進程的發(fā)送請求的速度比磁盤響應的還要快，因此我們有必要為每個

5、磁盤設備建立一個等待隊列。4 概要設計1.先來先服務（FCFS）的設計思想即先來的請求先被響應。FCFS策略看起來似乎是相當"公平"的，但是當請求的頻率過高的時候FCFS策略的響應時間就會大大延長。FCFS策略為我們建立起一個隨機訪問機制的模型，但是假如用這個策略反復響應從里到外的請求，那么將會消耗大量的時間。為了盡量降低尋道時間，看來我們需要對等待著的請求進行適當?shù)呐判?，而不是簡單的使用FCFS策略。這個過程就叫做磁盤調(diào)度管理。有時候fcfs也被看作是最簡單的磁盤調(diào)度算法。2.最短尋道時間優(yōu)先調(diào)度（SSTF）的設計思想最短時間優(yōu)先算法選擇這樣的進程。要求訪問的磁道，與當前

6、磁頭所在的磁道距離最近，以使每次的尋道時間最短。3.掃描算法（SCAN）的設計思想掃描（SCAN）調(diào)度算法:該算法不僅考慮到欲訪問 的磁道與當前磁道間的距離，更優(yōu)先考慮的是磁頭當前的移動方向。例如，當磁頭正在自里向外移動時，SCAN算法所考慮的下一個訪問對象，應是其欲訪問的磁道，既在當前磁道之外，又是距離最近的。這樣自里向外的訪問，直至再無更外的磁道需要訪問時，才將磁道換向自外向里移動。這時，同樣也是每次選擇這樣的進程來調(diào)度，也就是要訪問的當前位置內(nèi)距離最近者，這樣，磁頭又逐步地從外向里移動，直至再無更里面的磁道要訪問，從而避免了出現(xiàn)“饑餓”現(xiàn)像。4.循環(huán)掃描（CSACN）的設計思想循環(huán)掃描（

7、CSCAN）算法：當磁頭剛從里向外移動而越過了某一磁道時，恰好又有一進程請求訪問此磁道，這時，該里程就必須等待，為了減少這種延遲，CSCAN算法規(guī)定磁頭單向移動，而本實驗過程中我們所設計的是磁頭從里向外移動，而從外向里移動時只須改方向而已，本實驗未實現(xiàn)。但本實驗已完全能演示循環(huán)掃描的全過程。5 代碼及流程1.先來先服務（FCFS）圖 11 FCFS的流程圖2.最短尋道時間優(yōu)先調(diào)度（SSTF） 圖12 SSTF的流程圖3.掃描算法（SCAN） 圖13 SCAN的流程圖 4.循環(huán)掃描（CSCAN）圖14 CSCAN的流程圖 圖15 主函數(shù)的流程圖源代碼：#include"stdio.h&

8、quot;#include"stdlib.h"/#include"iostream.h"#define maxsize 100 /定義最大數(shù)組域/先來先服務調(diào)度算法void FCFS(int array,int m)int sum=0,j,i;int avg;printf("n FCFS調(diào)度結(jié)果: ");for(i=0;i<m;i+)/輸出FCFS磁盤調(diào)度結(jié)果printf("%d ",arrayi);for(i=0,j=1;j<m;i+,j+)sum+=abs(arrayj-arrayi);/累計總的移

9、動距離avg=sum/(m-1);/計算平均尋道長度printf("n 移動的總道數(shù)： %d n",sum);printf(" 平均尋道長度： %d n",avg);/最短尋道時間優(yōu)先調(diào)度算法void SSTF(int array,int m)int temp;int k=1;int now,l,r;int i,j,sum=0;int avg;for(i=0;i<m;i+)for(j=i+1;j<m;j+)/對磁道號進行從小到大排列if(arrayi>arrayj)/兩磁道號之間比較temp=arrayi;arrayi=arrayj;a

10、rrayj=temp;for( i=0;i<m;i+)/輸出排序后的磁道號數(shù)組printf("%d ",arrayi);printf("n 請輸入當前的磁道號：");scanf("%d",&now);printf("n SSTF調(diào)度結(jié)果: ");if(arraym-1<=now)/判斷整個數(shù)組里的數(shù)是否都小于當前磁道號 for(i=m-1;i>=0;i-)/將數(shù)組磁道號從大到小輸出printf("%d ",arrayi);sum=now-array0;/計算移動距離el

11、se if(array0>=now)/判斷整個數(shù)組里的數(shù)是否都大于當前磁道號 for(i=0;i<m;i+)/將磁道號從小到大輸出printf("%d ",arrayi);sum=arraym-1-now;/計算移動距離elsewhile(arrayk<now)/逐一比較以確定K值k+;l=k-1;r=k;/確定當前磁道在已排的序列中的位置while(l>=0)&&(r<m)if(now-arrayl)<=(arrayr-now)/判斷最短距離 printf("%d ",arrayl);sum+=now

12、-arrayl;/計算移動距離now=arrayl;l=l-1;else printf("%d ",arrayr);sum+=arrayr-now;/計算移動距離now=arrayr;r=r+1;if(l=-1) for(j=r;j<m;j+) printf("%d ",arrayj);sum+=arraym-1-array0;/計算移動距離else for(j=l;j>=0;j-) printf("%d ",arrayj);sum+=arraym-1-array0;/計算移動距離avg=sum/m;printf(&quo

13、t;n 移動的總道數(shù)： %d n",sum);printf(" 平均尋道長度： %d n",avg);/掃描算法void SCAN(int array,int m)/先要給出當前磁道號和移動臂的移動方向int temp;int k=1;int now,l,r,d;int i,j,sum=0;int avg;for(i=0;i<m;i+)for(j=i+1;j<m;j+)if(arrayi>arrayj)/對磁道號進行從小到大排列temp=arrayi;arrayi=arrayj;arrayj=temp;for( i=0;i<m;i+)pri

14、ntf("%d ",arrayi);/輸出排序后的磁道號數(shù)組printf("n 請輸入當前的磁道號：");scanf("%d",&now);if(arraym-1<=now)/判斷整個數(shù)組里的數(shù)是否都小于當前磁道號 printf("n SCAN調(diào)度結(jié)果: ");for(i=m-1;i>=0;i-)printf("%d ",arrayi);/將數(shù)組磁道號從大到小輸出sum=now-array0;/計算移動距離else if(array0>=now)/判斷整個數(shù)組里的數(shù)是否

15、都大于當前磁道號 printf("n SCAN調(diào)度結(jié)果: ");for(i=0;i<m;i+)printf("%d ",arrayi);/將磁道號從小到大輸出sum=arraym-1-now;/計算移動距離elsewhile(arrayk<now)/逐一比較以確定K值k+;l=k-1;r=k;printf("n 請輸入當前移動臂的移動的方向 (1 磁道號增加方向，0磁道號減小方向) : ");scanf("%d",&d);printf("n SCAN調(diào)度結(jié)果: ");if(d

16、=0)for(j=l;j>=0;j-)printf("%d ",arrayj);for(j=r;j<m;j+)printf("%d ",arrayj);sum=now-2*array0+arraym-1;/計算移動距離/磁道號減小方向elsefor(j=r;j<m;j+)printf("%d ",arrayj);for(j=l;j>=0;j-)printf("%d ",arrayj);sum=-now-array0+2*arraym-1;/計算移動距離/磁道號增加方向avg=sum/m;pr

17、intf("n 移動的總道數(shù)： %d n",sum);printf(" 平均尋道長度： %d n",avg);/循環(huán)掃描算法void CSCAN(int array,int m)int temp;int k=1;int now,l,r,d;int i,j,sum=0;int avg;for(i=0;i<m;i+)for(j=i+1;j<m;j+)if(arrayi>arrayj)/對磁道號進行從小到大排列temp=arrayi;arrayi=arrayj;arrayj=temp;for( i=0;i<m;i+)printf(&qu

18、ot;%d ",arrayi);/輸出排序后的磁道號數(shù)組printf("n 請輸入當前的磁道號：");scanf("%d",&now);if(arraym-1<=now)/判斷整個數(shù)組里的數(shù)是否都小于當前磁道號 printf("n CSCAN調(diào)度結(jié)果: ");for(i=0;i<m;i+) printf("%d ",arrayi);/將磁道號從小到大輸出sum=now-array0+arraym-1;/計算移動距離else if(array0>=now)/判斷整個數(shù)組里的數(shù)是否都

19、大于當前磁道號 printf("n CSCAN調(diào)度結(jié)果: ");for(i=0;i<m;i+) printf("%d ",arrayi);/將磁道號從小到大輸出sum=arraym-1-now;/計算移動距離elsewhile(arrayk<now)/逐一比較以確定K值k+;l=k-1;r=k;printf("n 請輸入當前移動臂的移動的方向 (1 磁道號增加方向，0磁道號減小方向) : ");scanf("%d",&d);printf("n CSCAN調(diào)度結(jié)果: ");if

20、(d=0)for(j=l;j>=0;j-)printf("%d ",arrayj);for(j=m-1;j>=r;j-)printf("%d ",arrayj);sum=2*(arraym-1-array0)-arrayr+now;/計算移動距離/磁道號減小方向elsefor(j=r;j<m;j+)printf("%d ",arrayj);for(j=0;j<r;j+)printf("%d ",arrayj);sum=2*(arraym-1-array0)+arrayr-1-now;/計算移

21、動距離/磁道號增加方向avg=sum/m;printf("n 移動的總道數(shù)： %d n",sum);printf(" 平均尋道長度： %d n",avg);/ 操作界面int main()int c;FILE *fp;/定義指針文件int cidaomaxsize;/定義磁道號數(shù)組int i=0,count;fp=fopen("cidao.txt","r+");/讀取cidao.txt文件if(fp=NULL)/判斷文件是否存在printf("n 請 先 設 置 磁 道! n");exit(0)

22、;while(!feof(fp)/如果磁道文件存在fscanf(fp,"%d",&cidaoi);/調(diào)入磁道號i+;count=i-1;printf("n -n");printf(" 10-11年度OS課程設計-磁盤調(diào)度算法系統(tǒng)n");printf(" 計算機科學與技術(shù)二班n");printf(" 姓名：宋思揚n");printf(" 學號：n");printf(" 電話：*n");printf(" 2010年12月29日n")

23、;printf("n -n");printf("n 磁道讀取結(jié)果：n");for(i=0;i<count;i+)printf("%5d",cidaoi);/輸出讀取的磁道的磁道號printf("n "); while(1)printf("n 算法選擇：n");printf(" 1、先來先服務算法（FCFS）n");printf(" 2、最短尋道時間優(yōu)先算法（SSTF）n");printf(" 3、掃描算法（SCAN）n");pri

24、ntf(" 4、循環(huán)掃描算法（CSCAN）n");printf(" 5. 退出n");printf("n");printf("請選擇：");scanf("%d",&c);if(c>5)break;switch(c)/算法選擇case 1:FCFS(cidao,count);/先來先服務算法printf("n");break;case 2:SSTF(cidao,count);/最短尋道時間優(yōu)先算法printf("n");break;case 3:SCAN(cidao,count);/掃描算法printf("n");break;case 4:CSCAN(cidao,count);/循環(huán)掃描算法printf("n");break;case 5:exit(0);return 0;6 運行結(jié)