操作系统课设报告磁盘调度算法.docx
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操作系统课设报告磁盘调度算法.docx
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操作系统课设报告磁盘调度算法
课程设计报告
课程名称:
操作系统课程设计
课题名称:
磁盘调度算法
学院:
软件学院
班级:
学生姓名:
学号:
指导教师:
磁盘调度算法
一、系统需求分析
磁盘存储器不仅容量大,存取速度快,而且可以实现随机存取,是当前存放大量程序和数据的理想设备。
所以在现代计算机中都配备了磁盘存储器,以他为主存放文件,这样对文件的读、写操作都涉及到了对磁盘存储器的访问。
磁盘I/O速度的高低和磁盘系统的可靠性,都直接影响到系统的性能。
因此改善磁盘系统的性能成为现代操作系统的重要任务之一。
磁盘性能有数据的组织、磁盘的类型和访问时间等。
可以通过选择好的磁盘调度算法,以减少磁盘的寻道时间。
为了减少对文件的访问时间,应采用一种最佳的磁盘调度算法,以使各进程对磁盘的平均访问时间最少。
由于在访问磁盘的时间中主要是寻道时间,因此,磁盘调度的目标是使磁盘的寻道时间最少。
所以本课程设计对各个算法进行模拟,进而比较分析了解。
二、实验内容和目的
2.1.实验内容
模拟电梯调度算法,实现对磁盘的驱动调度。
设计要求:
编程序实现下述磁盘调度算法,并求出每种算法的平均寻道长度;要求设计主界面可以灵活选择某算法,且以下算法都要实现
1、先来先服务算法(FCFS)
2、最短寻道时间优先算法(SSTF)
3、扫描算法(SCAN)
4、循环扫描算法(CSCAN)
2.2.实验原理
模拟电梯调度算法,对磁盘调度。
磁盘是要供多个进程共享的存储设备,但一个磁盘每个时刻只能为一个进程服务。
当有进程在访问某个磁盘时,其他想访问该磁盘的进程必须等待,直到磁盘一次工作结束。
当有多个进程提出输入输出请求处于等待状态,可用电梯调度算法从若干个等待访问者中选择一个进程,让它访问磁盘。
当存取臂仅需移到一个方向最远的所请求的柱面后,如果没有访问请求了,存取臂就改变方向。
三、总体设计及分类简介
3.1算法介绍
磁盘调度中常用的有四种算法,功能分别如下:
1.先来先服务(FCFS)算法。
即先来的请求先被响应。
FCFS策略看起来似乎是相当"公平"的,但是当请求的频率过高的时候FCFS策略的响应时间就会大大延长。
FCFS策略为我们建立起一个随机访问机制的模型,但是假如用这个策略反复响应从里到外的请求,那么将会消耗大量的时间。
为了尽量降低寻道时间,看来我们需要对等待着的请求进行适当的排序,而不是简单的使用FCFS策略。
这个过程就叫做磁盘调度管理。
有时候FCFS也被看作是最简单的磁盘调度算法。
2.最短寻道时间优先(SSTF)算法。
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。
3.扫描调度(SCAN)算法。
该算法不仅考虑到欲访问的磁道与当前磁道间的距离,更优先考虑的是磁头当前的移动方向。
例如,当磁头正在自里向外移动时,SCAN算法所考虑的下一个访问对象,应是其欲访问的磁道,既在当前磁道之外,又是距离最近的。
这样自里向外的访问,直至再无更外的磁道需要访问时,才将磁道换向自外向里移动。
这时,同样也是每次选择这样的进程来调度,也就是要访问的当前位置内距离最近者,这样,磁头又逐步地从外向里移动,直至再无更里面的磁道要访问,从而避免了出现“饥饿”现像。
4.循环扫描(C-SCAN)算法。
当磁头刚从里向外移动而越过了某一磁道时,恰好又有一进程请求访问此磁道,这时,该里程就必须等待,为了减少这种延迟,CSCAN算法规定磁头单向移动,而本实验过程中我们所设计的是磁头从里向外移动,而从外向里移动时只须改方向而已,本实验未实现。
但本实验已完全能演示循环扫描的全过程。
3.2详细设计
3.2.1功能模块设计
(1)先来先服务算法(FCFS)
3.3环境要求
软件要求:
MicrosoftVisualStdio
4、程序运行测试
首先输入九个磁道名称以及要访问的磁道号和当前磁道号
选择要执行的算法:
2.先来先服务算法(FCFS)
3.最短寻道时间优先算法(SSTF)
继续调度其他算法,选择是1,选择扫描算法(SCAN)2
4.扫描算法(SCAN)
5.循环扫描算法(CSCAN)
附:
代码
#include"stdafx.h"
#include
#include
#defineprocess_Num9
usingnamespacestd;
structTrack{
intcurrent_Tracknum=0;//当前磁道号
intnext_Track=0;//被访问的下一个磁道号
intmove_Distance=0;//移动距离
charprocess_Name;};
Tracktrack[process_Num];
floattrack_aveLength=0;//平均寻道长度
intnow_Tracknum=0;//最初开始磁道号
intselect_num=0;
intcount_Num=0;//调度算法次数
voidScanf_data(){
printf("请输入要访问磁盘的进程:
\n");
for(inti=0;i
printf("请输入当前的磁道号:
");
scanf_s("%d",&now_Tracknum);
printf("请输入进程要访问的磁道号:
\n");
for(inti=0;i } voidSelect(){ printf("请选择磁盘调度算法: \n"); printf("1.先来先服务算法(FCFS)\n"); printf("2.最短寻道时间优先算法(SSTF)\n"); printf("3.扫描算法(SCAN)\n"); printf("4.循环算法(CSCAN)\n"); scanf_s("%d",&select_num); } voidPrint(){//打印访问磁盘顺序 printf("进程访问磁盘的先后顺序: "); for(inti=0;i printf("\n"); for(inti=0;i printf("\n"); } voidPrint_Data(){ printf("打印表格\n"); printf("\t\t从%d#磁道开始\n",now_Tracknum); printf("\t磁道名\t磁道号\t移动距离\n"); for(inti=0;i printf("\t%c\t%d\t%d\n",track[i].process_Name,track[i].next_Track,track[i].move_Distance); } printf("\n"); printf("\t平均寻道长度为: %.2f\n",track_aveLength);printf("\n"); } voidCount_data(){ intnownum=0;//当前计算次数 for(inti=0;i if(nownum==0){ track[i].move_Distance=abs(now_Tracknum-track[i].next_Track); track[i].current_Tracknum=track[i].next_Track; nownum++; } else{ track[i].move_Distance=abs(track[i].next_Track-track[i-1].current_Tracknum); track[i].current_Tracknum=track[i].next_Track; }} intsum=0;//计算平均寻道长度时需要的总和 printf("每次磁头移动距离为: "); for(inti=0;i //printf("%d,",track[i].move_Distance); cout<
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