第五讲 磁盘调度算法.docx

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第五讲磁盘调度算法

操作系统

实验报告

课程名称

操作系统实验

实验项目名称

磁盘调度算法

学号

2010061304

班级

20100613

王鸿运

专业

计算机

学生所在学院

计算机科学与技术

指导教师

王红滨

实验室名称地点

计算机基础第七实验室

工程大学

计算机科学与技术学院

一、实验概述

1.实验名称磁盘调度算法

2.实验目的

（1）通过学习EOS实现磁盘调度算法的机制，掌握磁盘调度算法执行的条件和时机。

（2）观察EOS实现的FCFS、SSTF和SCAN磁盘调度算法，了解常用的磁盘调度算法。

（3）编写CSCAN和N-Step-SCAN磁盘调度算法，加深对各种扫描算法的理解。

3.实验类型验证，设计

4.实验容

（1）准备实验

（2）验证先来先服务（FCFS）磁盘调度算法

（3）验证最短寻道时间优先（SSTF）磁盘调度算法

（4）验证SSTF算法造成的线程“饥饿”现象

（5.1）验证扫描（SCAN）磁盘调度算法

（5.2）验证SCAN算法能够解决“饥饿”现象

（6）改写SCAN调度算法

二、实验环境

EOS操作系统与IDE环境组成的“操作系统集成实验环境OSLab”。

三、实验过程

（一）实验问题及解答

1.实验指导P176-3.2验证先来先服务（FCFS）磁盘调度算法，要求请给出在“输出”窗口中的结果。

答：

输出结果复制如下：

制作软盘镜像...

正在启动VirtualPC...

开始调试...

******Diskschedulestartworking******

StartCylinder:

10

TID:

31Cylinder:

8Offset:

2-

TID:

32Cylinder:

21Offset:

13+

TID:

33Cylinder:

9Offset:

12-

TID:

34Cylinder:

78Offset:

69+

TID:

35Cylinder:

0Offset:

78-

TID:

36Cylinder:

41Offset:

41+

TID:

37Cylinder:

10Offset:

31-

TID:

38Cylinder:

67Offset:

57+

TID:

39Cylinder:

12Offset:

55-

TID:

40Cylinder:

10Offset:

2-

Totaloffset:

360Transfertimes:

10Averageoffset:

36

2.实验指导P177-3.3验证验证最短寻道时间优先（SSTF）磁盘调度算法，要求请给出在“输出”窗口中的结果。

答：

输出结果复制如下：

制作软盘镜像...

正在启动VirtualPC...

开始调试...

******Diskschedulestartworking******

StartCylinder:

10

TID:

37Cylinder:

10Offset:

0=

TID:

40Cylinder:

10Offset:

0=

TID:

33Cylinder:

9Offset:

1-

TID:

31Cylinder:

8Offset:

1-

TID:

39Cylinder:

12Offset:

4+

TID:

32Cylinder:

21Offset:

9+

TID:

36Cylinder:

41Offset:

20+

TID:

38Cylinder:

67Offset:

26+

TID:

34Cylinder:

78Offset:

11+

TID:

35Cylinder:

0Offset:

78-

Totaloffset:

150Transfertimes:

10Averageoffset:

15

3.实验指导P178-3.4验证SSTF算法造成的线程“饥饿”现象，要求请给出在“输出”窗口中的结果。

答：

输出结果复制如下：

制作软盘镜像...

正在启动VirtualPC...

开始调试...

******Diskschedulestartworking******

StartCylinder:

10

TID:

37Cylinder:

10Offset:

0=

TID:

40Cylinder:

10Offset:

0=

TID:

33Cylinder:

9Offset:

1-

TID:

34Cylinder:

8Offset:

1-

TID:

35Cylinder:

11Offset:

3+

TID:

39Cylinder:

12Offset:

1+

TID:

32Cylinder:

21Offset:

9+

TID:

36Cylinder:

41Offset:

20+

TID:

38Cylinder:

67Offset:

26+

TID:

31Cylinder:

78Offset:

11+

Totaloffset:

72Transfertimes:

10Averageoffset:

7

4.实验指导P179-3.5验证扫描（SCAN）磁盘调度算法，要求在非饥饿（即《实验指导》P176-3.2节中的数据）和饥饿（即《实验指导》P178-3.4节中的数据）请给出在“输出”窗口中的结果，并且要求在每次输入两次“ds”命令（注意不要连续输入，要等第一次“ds”命令执行完，再输入第二次“ds”命令），分析结果为什么不同。

答：

输出结果复制如下：

（1）非饥饿状态，两次输入ds指令

制作软盘镜像...

正在启动VirtualPC...

开始调试...

******Diskschedulestartworking******

StartCylinder:

10

TID:

37Cylinder:

10Offset:

0=

TID:

40Cylinder:

10Offset:

0=

TID:

39Cylinder:

12Offset:

2+

TID:

32Cylinder:

21Offset:

9+

TID:

36Cylinder:

41Offset:

20+

TID:

38Cylinder:

67Offset:

26+

TID:

34Cylinder:

78Offset:

11+

TID:

33Cylinder:

9Offset:

69-

TID:

31Cylinder:

8Offset:

1-

TID:

35Cylinder:

0Offset:

8-

Totaloffset:

146Transfertimes:

10Averageoffset:

14

******Diskschedulestopworking******

******Diskschedulestartworking******

StartCylinder:

10

TID:

47Cylinder:

10Offset:

0=

TID:

50Cylinder:

10Offset:

0=

TID:

43Cylinder:

9Offset:

1-

TID:

41Cylinder:

8Offset:

1-

TID:

45Cylinder:

0Offset:

8-

TID:

49Cylinder:

12Offset:

12+

TID:

42Cylinder:

21Offset:

9+

TID:

46Cylinder:

41Offset:

20+

TID:

48Cylinder:

67Offset:

26+

TID:

44Cylinder:

78Offset:

11+

Totaloffset:

88Transfertimes:

10Averageoffset:

8

（2）饥饿状态，两次输入ds指令

制作软盘镜像...

正在启动VirtualPC...

开始调试...

******Diskschedulestartworking******

StartCylinder:

10

TID:

37Cylinder:

10Offset:

0=

TID:

40Cylinder:

10Offset:

0=

TID:

35Cylinder:

11Offset:

1+

TID:

39Cylinder:

12Offset:

1+

TID:

32Cylinder:

21Offset:

9+

TID:

36Cylinder:

41Offset:

20+

TID:

38Cylinder:

67Offset:

26+

TID:

31Cylinder:

78Offset:

11+

TID:

33Cylinder:

9Offset:

69-

TID:

34Cylinder:

8Offset:

1-

Totaloffset:

Transfertimes:

10Averageoffset:

13

******Diskschedulestopworking******

******Diskschedulestartworking******

StartCylinder:

10

TID:

47Cylinder:

10Offset:

0=

TID:

50Cylinder:

10Offset:

0=

TID:

43Cylinder:

9Offset:

1-

TID:

44Cylinder:

8Offset:

1-

TID:

45Cylinder:

11Offset:

3+

TID:

49Cylinder:

12Offset:

1+

TID:

42Cylinder:

21Offset:

9+

TID:

46Cylinder:

41Offset:

20+

TID:

48Cylinder:

67Offset:

26+

TID:

41Cylinder:

78Offset:

11+

Totaloffset:

72Transfertimes:

10Averageoffset:

7

分析两次结果为何不同：

执行完一次ds命令后，该次搜索的指针方向被保存，但是和初始值相比，搜索的方向发生了变化。

根据SCAN算法，按一个方向访问磁盘，一个方向访问到尽头后再换一个方向继续访问。

下次访问，按上次访问结束时的方向继续访问。

于是第二次访问的方向会与第一次不同，造成两次DS命令输出的结果不同。

（2）实验代码及解释

实验结果：

制作软盘镜像...

正在启动VirtualPC...

开始调试...

******Diskschedulestartworking******

StartCylinder:

10

TID:

37Cylinder:

10Offset:

0=

TID:

40Cylinder:

10Offset:

0=

TID:

39Cylinder:

12Offset:

2+

TID:

32Cylinder:

21Offset:

9+

TID:

36Cylinder:

41Offset:

20+

TID:

38Cylinder:

67Offset:

26+

TID:

34Cylinder:

78Offset:

11+

TID:

33Cylinder:

9Offset:

69-

TID:

31Cylinder:

8Offset:

1-

TID:

35Cylinder:

0Offset:

8-

Totaloffset:

146Transfertimes:

10Averageoffset:

14

******Diskschedulestopworking******

******Diskschedulestartworking******

StartCylinder:

10

TID:

47Cylinder:

10Offset:

0=

TID:

50Cylinder:

10Offset:

0=

TID:

43Cylinder:

9Offset:

1-

TID:

41Cylinder:

8Offset:

1-

TID:

45Cylinder:

0Offset:

8-

TID:

49Cylinder:

12Offset:

12+

TID:

42Cylinder:

21Offset:

9+

TID:

46Cylinder:

41Offset:

20+

TID:

48Cylinder:

67Offset:

26+

TID:

44Cylinder:

78Offset:

11+

Totaloffset:

88Transfertimes:

10Averageoffset:

8

源代码：

PREQUEST

IopDiskSchedule（

VOID

）

{

PLIST_ENTRYpListEntry;

PREQUESTpRequest;

LONGOffset;

ULONGInsideShortestDistance=0xFFFFFFFF;

ULONGOutsideShortestDistance=0xFFFFFFFF;

PREQUESTpNextRequest0=NULL,pNextRequest1=NULL,pNextRequest2=NULL;

//

//需要遍历请求队列一次或两次

//

for（pListEntry=RequestListHead.Next;//请求队列中的第一个请链表头指向的下一个请求。

pListEntry!

=&RequestListHead;//遍历到请求队列头时结束循环。

pListEntry=pListEntry->Next）{

//

//根据链表项获得请求的指针

//

pRequest=CONTAINING_RECORD（pListEntry,REQUEST,ListEntry）;

//

//计算请求对应的线程所访问的磁道与当前磁头所在磁道的偏移（方向由正负表示）

//

Offset=pRequest->Cylinder-CurrentCylinder;

if（0==Offset）{

//

//如果线程要访问的磁道与当前磁头所在磁道相同，可立即返回。

//

pNextRequest0=pRequest;

returnpNextRequest0;

}if（Offset>0）{

//

//记录向移动距离最短的线程

//

if（Offset

InsideShortestDistance=Offset;

pNextRequest1=pRequest;

}

}if（Offset<0）{

//

//记录向外移动距离最短的线程

//

if（-Offset

OutsideShortestDistance=-Offset;

pNextRequest2=pRequest;

}

}

}

if（ScanInside）//判断磁头是否有向移动。

如果是则执行下面指令

{

if（pNextRequest1）//判断是否有向移动的线程。

{

returnpNextRequest1;//有则返回向移动距离最短的线程

}

else

{

ScanInside=!

ScanInside;//改变磁头运动方向向外

returnpNextRequest2;//没有则返回向外移动距离最短的线程

}

}

else//如果否则执行下边的指令

{

if（pNextRequest2）//判断是否有向外移动的线程

{

returnpNextRequest2;//有则返回向外移动距离最短的线程

}

else

{

ScanInside=!

ScanInside;//并改变磁头运动方向向

returnpNextRequest1;//没有则返回向移动距离最短的线程

}

}

}

4、实验体会

这是操作系统实验的最后一次实验课，反观这一系列的实验，收获很多。

实际的操作过程中遇到了很多问题，上机实验就是给我们机会去遇到问题，然后让我们去提高解决问题的能力。

编程能力一直是弱点，经过几次试验之后这个短板有所改善，但还是不够，这需要在接下来的学习生活中努力加强。

操作系统这门课我一直很重视，上课听得很认真，实验课也是非常重视，加深对理论的理解并且应用到实际中去。

这一系列的实验我自己感觉，收获很大。