操作系统实验十

操作系统
实验报告
哈尔滨工程大学
一、实验概述
1. 实验名称
磁盘调度算法
2. 实验目的
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。

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。

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
二、实验环境
OS Lab
三、实验过程
一、设计思路：
3.1 准备实验
3.2 验证先来先服务（FCFS）磁盘调度算法
3.3 验证最短寻道时间优先（SSTF）磁盘调度算法
3.4 验证SSTF算法造成的线程“饥饿”现象
3.5 验证扫描（SCAN）磁盘调度算法
3.6 改写SCAN算法
3.6.1要求
3.6.2 提示
3.6.3 测试方法
3.7编写循环扫描（CSCAN）磁盘调度算法
3.7.1要求
3.7.2 提示
3.7.3 测试方法
算法设计：
1、要求：
在已经完成的SCAN算法源代码的基础上进行改写，不再使用全局变量ScanInside确
定磁头移动的方向，而是规定磁头只能从外向内移动。

当磁头移动到最内的被访问磁道时，磁头立即移动到最外的被访问磁道，即将最大磁道号紧接着最小磁道号构成循环，进行扫描。

由于磁头移动的方向被固定，也就不需要根据磁头移动的方向进行分类处理，所以CSCAN算法的源代码会较SCAN算法更加简单。

2、测试方法：
使用本实验3.2中的数据进行测试，确保调度的结果与图18-7中显示的一致。

可以在控制台中多次输入“ds”命令，查看磁盘调度算法执行的情况。

测试成功后，将“输出”窗口中的内容复制到一个文本文件中，并将编写的CSCAN算法源代码备份。

3、设计代码：
（1）scan算法单循环设计代码：
PREQUEST
IopDiskSchedule(
VOID
)
{
PLIST_ENTRY pListEntry;
PREQUEST pRequest;
LONG Offset;
ULONG InsideShortestDistance = 0xFFFFFFFF;
ULONG OutsideShortestDistance = 0xFFFFFFFF;
PREQUEST pNextRequest;
PREQUEST pNextRequestInside = NULL;
PREQUEST pNextRequestOutside = NULL;
for (pListEntry = RequestListHead.Next; pListEntry != &RequestListHead;
pListEntry = pListEntry->Next)
{
pRequest = CONTAINING_RECORD(pListEntry, REQUEST, ListEntry);
Offset = pRequest->Cylinder - CurrentCylinder;
if (Offset==0)
{
pNextRequest = pRequest;
goto RETURN;
}
else if (Offset > 0 && Offset < InsideShortestDistance)
{
InsideShortestDistance = Offset;
pNextRequestInside = pRequest;
}
else if (Offset < 0 && -Offset < OutsideShortestDistance)
{
OutsideShortestDistance = -Offset;
pNextRequestOutside = pRequest;
}
}
if (ScanInside)
{
if(pNextRequestInside != NULL)
{
pNextRequest = pNextRequestInside;
ScanInside = ScanInside;
}
else
{
pNextRequest = pNextRequestOutside;
ScanInside = !ScanInside
}
}
else
{
if(pNextRequestOutside != NULL)
{
pNextRequest = pNextRequestOutside;
ScanInside = ScanInside;
}
else
{
pNextRequest =pNextRequestInside;
ScanInside = !ScanInside;
}
}
RETURN:
return pNextRequest;
}
（2）cscan算法
PREQUEST
IopDiskSchedule(
VOID
)
{
PLIST_ENTRY pListEntry;
PREQUEST pRequest;
LONG Offset;
ULONG InsideShortestDistance = 0xFFFFFFFF;
ULONG OutsideLongestDistance = 0;
PREQUEST pNextRequest;
PREQUEST pNextRequestInside = NULL;
PREQUEST pNextRequestOutside = NULL;
for (pListEntry = RequestListHead.Next; pListEntry != &RequestListHead; pListEntry = pListEntry->Next)
{
pRequest = CONTAINING_RECORD(pListEntry, REQUEST, ListEntry);
Offset = pRequest->Cylinder - CurrentCylinder;
if (Offset==0)
{
pNextRequest = pRequest;
goto RETURN;
}
else if (Offset > 0 && Offset < InsideShortestDistance)
{
InsideShortestDistance = Offset;
pNextRequestInside = pRequest;
}
else if (Offset < 0 && -Offset > OutsideLongestDistance)
{
OutsideLongestDistance = -Offset;
pNextRequestOutside = pRequest;
}
}
ScanInside=1;
if(pNextRequestInside != NULL)
{
pNextRequest = pNextRequestInside;
}
else
{
pNextRequest = pNextRequestOutside;
}
RETURN:
return pNextRequest;
}
二、实验要求：
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。

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。

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。

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。

（1）非饥饿状态下的输出窗口
（2）饥饿状态下的输出窗口
5.按照《实验指导》的P179-3.6改写SCAN算法，编写代码。

要求至少给出源代码及其解释。

1、源代码见算法部分
2、程序结果：
调试结果与图片一直，代码编写正确。

6.按照《实验指导》的P179-3.7改写CSCAN算法，编写代码。

要求至少给出源代码及其解释。

1.源代码见算法部分
2. 程序结果：
注：因为做完3.6之后发现之前3.4部分的截图有问题就回过头重做了所以这个部分我的磁道顺序忘记改过来了，但是寻道方式是符合CSCAN算法的。

五、实验体会
本次实验我通过学习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。

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。

编写CSCAN和SCAN磁盘调度算法，加深对各种扫描算法的理解。