操作系统课程设计磁盘调度算法的实现

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1、题目4磁盘调度算法的实现4.1题目的主要研究内容及预期达到的目标(1)设计磁盘调度请求队列(请求数210)(2)设定单位寻道吋间；(3)可动态修改磁盘请求时间和磁道；(4)分别实现四种磁盘调度算法；A、先來先服务算法(FCFS)。B、最短寻道时间优先算法(SSTF)oC、扫描算法(SCAN)oD、循环扫描算法(CSCAN)。(5)实现动态调度并输出调度序列。(6)理解磁盘调度相关理论；(7)掌握多种磁盘调度算法。4.2题目研究的工作基础或实验条件(1)硬件环境：装有Linux操作系统(虚拟机)的计算机一台。(2

2、)软件环境：vim编辑器、VisualC++。4.3设计思(1)磁盘调度磁盘口J供多个进程共享，当有多个进程要求访问磁盘时，应采用一种调度算法，以使各进程对磁盘的平均访问时间最小，由于在访问磁盘的时间屮，主要是寻道时间，因此磁盘调度的目标就是使磁盘的平均寻道时间最短。(2)系统主界而可以灵活选择某种算法，算法包括：先来先服务算法(FCFS)、最短寻道时间优先算法(SSTF)、扫描算法(SCAN).循环扫描算法(CSCAN)。A、先來先服务算法(FCFS)这是一种比较简单的磁盘调度算法。它根据进程请求访问磁盘的先

3、后次序进行调度。此算法的优点是公平、简单，且毎个进程的请求都能依次得到处理，不会出现某一进程的请求长期得不到满足的情况。此算法由于未对寻道进行优化,在对磁盘的访问请求比较多的情况厂此算法将降低设备服务的呑叶•量，致使平均寻道时间可能较长，但各进程得到服务的响应时间的变化幅度较小。因为每个请求都会按照到达先后顺序得到处理，不会出现某个进程的请求长期得不到处理的情况，算法具有一定的公平性。B、最短寻道吋间优先算法(SSTF)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，以使每次的寻道时间最短，

4、该算法可以得到比较好的吞吐量，但却不能保证平均寻道时间最短。其缺点是对用户的服务请求的响应机会不是均等的，因而导致响应时间的变化幅度很大。在服务请求很多的情况下，对内外边缘磁道的请求将会无限期的被延迟，有些请求的响应吋间将不可预期。此算法会导致与当前磁道距离较远的访问请求长期等待得不到服务，发牛进程“饥饿”现彖。C、扫描算法(SCAN)扫描算法不仅考虑到欲访问的磁道与当前磁道的距离，更优先考虑的是磁头的当前移动方向。例如，当磁头正在自里向外移动时，扫描算法所选择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

5、，又是距离最近的。这样自里向外地访问，直到再无更外的磁道需要访问才将磁臂换向，口外向里移动。这时，同样也是每次选择这样的进程来调度，即其要访问的磁道，在当前磁道之内，从而避免了饥饿现象的出现。由于这种算法中磁头移动的规律颇似电梯的运行,故又称为电梯调度算法。此算法基本上克服了最短寻道时间优先算法的服务集中于屮间磁道和响应吋间变化比较大的缺点，而具有最短寻道吋间优先算法的优点即吞吐量较大，平均响应时间较小，但由于是摆动式的扫描方法，两侧磁道被访问的频率仍低于中间磁道。此算法与口然界中电梯的工作方式极为相像，故也称

6、“屯梯调度”算法。D、循环扫描算法(CSCAN)循环扫描算法是对扫描算法的改进。如果对磁道的访问请求是均匀分布的，当磁头到达磁盘的一端，并反向运动时落在磁头Z后的访问请求相对较少。这是由于这些磁道刚被处理，而磁盘另一端的请求密度相当高，且这些访问请求等待的时间较长，为了解决这种情况，循环扫描算法规定磁头单向移动。例如,只自里向外移动，当磁头移到最外的被访问磁道吋，磁头立即返冋到最里的欲访磁道，即将最小磁道号紧接着最大磁道号构成循环，进行扫描。4.4流程图磁盘调度算法的实现图4・1模块调用关系图输入初始磁道号；输

7、入查找范围Limit随机产生10个磁道号按产生的磁道序列输出屮求平均寻道长度V显示移动磁道数及平均寻道长度图4-2先来先服务算法（FCFS）流程图显示移动磁道数及平均寻道长度图4・3扫描算法（SCAN）流程图图4-4循环扫描算法（CSCAN）流程图4-5最短寻道时间优先算法（SSTF）流程图4.5主要程序代码（代码使用TimesNewRoman,五号）#includeHstdio.huinclude“stdlib.h“voidCopyL(intSour[],intDist[],intx);//数组Sour复制到

8、数组Dist,复制到x个数voidSetDI(intDiscL[]);〃随机生成磁道数voidPrint(intPri[],intx);//打印输出数组PrivoidDellnq(intSour[],intxjnty);〃数组Sour把x位置的数删除，并把y前面的数向前移动，y后的数保持不变(即会出现2个y)voidFCFS(intHan,intDiscL[]);//先来先服务算法(F