第十讲 磁盘调度算法
磁盘调度算法的模拟实现及对比
磁盘调度算法的模拟实现及对比磁盘调度算法是操作系统中的一个重要组成部分，用于优化磁盘读写操作的效率，提高系统的响应速度和运行效率。
常见的磁盘调度算法包括先来先服务(FCFS)算法、最短寻道时间优先(SSTF)算法、电梯(Elevator)算法等。
在进行磁盘调度算法的比较和模拟之前，我们首先需要了解磁盘读写操作的基本原理。
磁盘是由许多磁道和扇区组成的，当操作系统需要对磁盘进行读写操作时，读写头需要按照特定的路径移动到目标扇区，这个过程称为寻道。
而磁头在寻道的过程中所花费的时间称为寻道时间。
不同的磁盘调度算法的主要目标就是使得寻道时间尽可能地短，从而提高磁盘的读写操作效率。
首先，我们来实现一个先来先服务(FCFS)算法的模拟。
FCFS算法是最简单的磁盘调度算法，它按照磁盘请求的先后顺序进行处理。
具体实现如下：```pythondef fcfs(disk_queue, start):head_movement = 0curr_pos = startfor request in disk_queue:head_movement += abs(request - curr_pos)curr_pos = requestreturn head_movement```上述代码中，`disk_queue`表示磁盘请求队列，`start`表示起始磁道号。
算法首先将磁头移动到起始磁道号`start`，然后按照磁盘请求的先后顺序对队列中的请求进行处理，计算磁头的移动距离。
最后返回磁头的总移动距离。
接下来，我们实现一个最短寻道时间优先(SSTF)算法的模拟。
SSTF 算法会选择离当前磁道最近的请求进行处理，从而减少磁头的寻道时间。
具体实现如下：```pythondef sstf(disk_queue, start):head_movement = 0curr_pos = startwhile disk_queue:min_distance = float('inf')min_index = -1for i, request in enumerate(disk_queue):distance = abs(request - curr_pos)if distance < min_distance:min_distance = distancemin_index = ihead_movement += min_distancecurr_pos = disk_queue.pop(min_index)return head_movement```上述代码中，算法首先将磁头移动到起始磁道号`start`，然后不断选择离当前磁道最近的请求处理，直到所有请求处理完毕。
磁盘调度算法
实验六磁盘调度算法【实验目的】通过这次实验，加深对磁盘调度算法的理解，进一步掌握先来先服务FCFS、最短寻道时间优先SSTF、SCAN和循环SCAN算法的实现方法。
【实验内容】问题描述：设计程序模拟先来先服务FCFS、最短寻道时间优先SSTF、SCAN 和循环SCAN算法的工作过程。
假设有n个磁道号所组成的磁道访问序列，给定开始磁道号m和磁头移动的方向（正向或者反向），分别利用不同的磁盘调度算法访问磁道序列，给出每一次访问的磁头移动距离，计算每种算法的平均寻道长度。
程序要求：1）利用先来先服务FCFS、最短寻道时间优先SSTF、SCAN和循环SCAN算法模拟磁道访问过程。
2）模拟四种算法的磁道访问过程，给出每个磁道访问的磁头移动距离。
3）输入：磁道个数n和磁道访问序列，开始磁道号m和磁头移动方向（对SCAN和循环SCAN算法有效），算法选择1-FCFS，2-SSTF，3-SCAN，4-循环SCAN。
4）输出：每种算法的平均寻道长度。
实现提示：用C++语言实现提示：1）程序中变量定义参考（根据需要可添加）如下：const int MaxNumber=100;int TrackOrder[MaxNumber];int MoveDistance[MaxNumber];double AverageDistance;bool direction;2）页面置换的实现过程如下：变量初始化；接收用户输入磁道个数n和磁盘访问序列，选择算法1-FCFS，2-SSTF，3-SCAN，4-循环SCAN，输入开始磁盘号m和磁头移动方向；根据用户选择的算法进行磁道访问，输出磁盘调度算法的模拟过程；计算选择每次移动的磁头移动距离和算法的平均寻道长度；输出选择算法的平均寻道长度。
实验要求：1）上机前认真复习磁盘调度算法，熟悉FCFS、SSTF、SCAN 和循环SCAN算法的过程；2）上机时独立编程、调试程序；3）根据具体实验要求，完成好实验报告（包括实验的目的、内容、要求、源程序、实例运行结果截图、发现的问题以及解决方法）。
磁盘调度算法
磁盘调度算法⼀次磁盘读写操作的时间由寻找(寻道)时间、延迟时间和传输时间决定:1) 寻找时间Ts:活动头磁盘在读写信息前，将磁头移动到指定磁道所需要的时间。
这个时间除跨越n条磁道的时间外，还包括启动磁臂的时间s，即:Ts = m * n + s。
式中，m是与磁盘驱动器速度有关的常数，约为0.2ms，磁臂的启动时间约为2ms。
2)延迟时间Tr:磁头定位到某⼀磁道的扇区(块号)所需要的时间，设磁盘的旋转速度为r，则:Tr = 1 / (2 * r)。
对于硬盘，典型的旋转速度为5400r/m，相当于⼀周11.1ms，则Tr为5.55ms;对于软盘，其旋转速度在300~600r/m之间，则Tr为50~100ms。
3) 传输时间Tt:从磁盘读出或向磁盘写⼊数据所经历的时间，这个时间取决于每次所读/写的字节数b和磁盘的旋转速度:Tt = b / (r * N)。
式中，r为磁盘每秒钟的转数;N为⼀个磁道上的字节数。
在磁盘存取时间的计算中，寻道时间与磁盘调度算法相关，下⾯将会介绍分析⼏种算法，⽽延迟时间和传输时间都与磁盘旋转速度相关，且为线性相关，所以在硬件上，转速是磁盘性能的⼀个⾮常重要的参数。
总平均存取时间Ta可以表⽰为:Ta = Ts + Tr + Tt。
（1）先来先服务（FCFS）按请求者的先后次序启动磁盘驱动器，⽽不考虑它们要访问的物理位置。
FCFS算法根据进程请求访问磁盘的先后顺序进⾏调度，这是⼀种最简单的调度算法。
该算法的优点是具有公平性。
如果只有少量进程需要访问，且⼤部分请求都是访问簇聚的⽂件扇区，则有望达到较好的性能;但如果有⼤量进程竞争使⽤磁盘，那么这种算法在性能上往往接近于随机调度。
所以，实际磁盘调度中考虑⼀些更为复杂的调度算法。
1、算法思想:按访问请求到达的先后次序服务。
2、优点:简单，公平。
3、缺点:效率不⾼，相邻两次请求可能会造成最内到最外的柱⾯寻道，使磁头反复移动，增加了服务时间，对机械也不利。
操作系统课程设计-磁盘调度算法
前言摘要：本课程设计的目的是通过设计一个磁盘调度模拟系统，从而使磁盘调度算法更加形象化，使磁盘调度的特点更简单明了，这里主要实现磁盘调度的四种算法，分别是：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〕。
启动磁盘执行输入输出操作时，要把移动臂移动到指定的柱面，再等待指定扇区的旋转到磁头位置下，然后让指定的磁头进行读写，完成信息传送；因此，执行一次输入输出所花的时间有：寻找时间——磁头在移动臂带动下移动到指定柱面所花的时间。
延迟时间——指定扇区旋转到磁头下所需的时间。
传送时间——由磁头进程读写完成信息传送的时间，寻道时间——指电脑在发出一个寻址命令，到相应目标数据被找到所需时间；其中传送信息所花的时间，是在硬件设计时固定的，而寻找时间和延迟时间是与信息在磁盘上的位置有关；然后设计出磁盘调度的设计方式，包括算法思路、步骤，以及要用到的主要数据结构、函数模块及其之间的调用关系等，并给出详细的算法设计，对编码进行了测试与分析。
最后进行个人总结与设计体会。
关键词：最短寻道时间优先算法、扫描算法、总寻道长度.目录前言 (1)2. 课程设计任务及要求 (3)2.1 设计任务 (3)2.2 设计要求 (3)3. 算法及数据结构 (3)3.1算法的总体思想〔流程〕 (3)3.2 实现过程中用到的数据结构 (4)3.3 实现过程中用到的系统调用 (9)4. 程序设计与实现 (9)4.1 最短寻道时间优先算法〔SSTF〕模块 (9)4.1.1程序流程图 (9)4.1.2 程序说明 (11)4.1.3 程序关键代码 (11)4.2扫描算法〔SCAN〕模块 (12)4.2.1 程序流程图 (12)4.2.2 程序说明 (14)4.2.3 程序关键代码 (14)4.3 实验结果 (15)5. 结论 (24)6. 参考文献 (24)7. 收获、体会和建议 (25)2. 课程设计任务及要求2.1 设计任务1.熟悉并掌握磁盘调度算法管理系统的设计方法，加强对所学各种调度算法及相应算法的特点了解。
磁盘调度算法-电脑资料.
磁盘调度算法 -电脑资料2019-01-01磁盘优点容量很大每位的价格非常低当关掉电源后存储信息不丢失物理特性磁盘表面覆盖着磁性物质，信息记录在磁表面上，。
固定头磁盘的每个磁道单独有一个磁头，这样就能使得计算机可以很快地从一个磁道转换到另一个磁道。
但是这需要大量的头，设备成本很高。
更通用的方式是每个盘面只有一个头，让它从一道移向另一道。
这种动头设备需要硬件设备移动头。
磁盘一般用于文件存储，设计原则是：成本低、容量大、速度高。
扩大存储容量：a.增加每英寸磁道数目; b. 双面记录。
存取盘块中的信息一般要有三部分时间：系统首先要把磁头移到相应的道上或柱面上，这个时间叫做寻道时间;一旦磁头到达指定磁道，必须等待所需要的扇区转到读/写头下，这个延迟时间叫做旋转延迟时间;最后，信息实际在磁盘和内存之间进行传送也要花费时间，这部分时间叫做传送时间。
一次磁盘服务的总时间就是这三者之和。
要使磁盘服务尽可能地快，操作系统要提供合适的调度算法，改善磁盘服务的平均时间。
进程需要和磁盘交换信息时必须要操作系统发出系统调用，对磁盘的请求一般要有下述几部分内容：1. 输入和输出;2. 磁盘地址（驱动器、柱面、面号、扇区）;3. 内存地址;4. 传送长度。
磁盘调度算法1、先来先服务调度（FCFS）FCFS 算法是优先为最先到达的请求服务。
例如，有如下请求磁盘服务队列，要访问的磁道数分别是：98，183，37，122，14，124，65，67排在前面的是先到达的请求，假设磁头目前停留在53磁道上，按照先来先服务的算法，接下来磁头的移动顺序依次是：53—>98—>183—>37—>122—>14—>124—>65—>67这个过程总共移动了（98-53）+（183-98）+（183-37）+（122-37）+（122-14）+（124-14）+（124-65）+（67-65）=640个磁道这种调度法产生的磁头移动服务太大，磁头频繁的大幅度移动，容易产生机械振动和误差，对使用寿命有损害。
操作系统磁盘调度算法例题讲解
操作系统磁盘调度算法例题讲解1. 磁盘调度算法的背景和意义磁盘调度算法是操作系统中的重要组成部分，它的主要目的是优化磁盘访问，提高磁盘I/O操作的效率。
在计算机系统中，磁盘是一个重要的存储介质，它负责存储和读写数据。
然而，由于磁盘访问具有机械运动延迟和寻道时间等特性，使得磁盘I/O操作成为计算机系统中一个性能瓶颈。
为了解决这个问题，人们提出了各种各样的磁盘调度算法。
这些算法通过优化访问顺序、减少寻道时间、提高数据传输率等方式来提高磁盘I/O操作效率。
因此，深入了解和掌握不同类型的磁盘调度算法对于优化计算机系统性能具有重要意义。
2. 先来先服务（FCFS）调度算法先来先服务（First-Come, First-Served）是最简单、最直观的一种磁盘调度算法。
它按请求顺序处理I/O请求。
当一个请求到达时，在当前位置完成当前请求后再处理下一个请求。
然而，在实际应用中，FCFS存在一些问题。
首先，它无法充分利用磁盘的带宽，因为磁盘的读写头可能在处理当前请求时，其他请求已经到达。
其次，由于磁盘请求的随机性，FCFS可能导致某些请求等待时间过长。
3. 最短寻道时间优先（SSTF）调度算法最短寻道时间优先（Shortest Seek Time First）是一种基于当前位置选择下一个最近请求的调度算法。
在SSTF算法中，选择离当前位置最近的请求进行处理。
SSTF算法相对于FCFS算法来说，在减少寻道时间方面有一定的优势。
它能够充分利用磁盘带宽，并且能够减少某些请求等待时间过长的问题。
然而，SSTF算法也存在一些问题。
首先，在某些情况下，由于选择最近的请求进行处理，可能导致某些较远位置上的请求长期等待。
其次，在高负载情况下，由于大量随机访问导致寻道距离变大，SSTF 算法可能会导致饥饿现象。
4. 扫描（SCAN）调度算法扫描（SCAN）是一种按一个方向依次处理I/O请求，并在到达边界后改变方向的调度算法。
SCAN算法从一个方向开始处理请求，直到到达磁盘的边界。
Linux操作系统磁盘调度算法分析
Linux操作系统磁盘调度算法分析磁盘调度算法是指操作系统中用于处理磁盘上的请求的一套算法。
在现代计算机系统中，磁盘是一种非常重要的存储设备，因此如何高效地处理磁盘请求对于提高系统性能至关重要。
Linux操作系统作为一种广泛使用的开源操作系统，也采用了多种磁盘调度算法来提高磁盘访问效率。
本文将对Linux操作系统中常用的磁盘调度算法进行详细分析。
1. 先来先服务（FCFS）调度算法先来先服务是最基本的磁盘调度算法之一。
它按照磁盘请求的提交顺序进行处理。
当一个请求被完成后，下一个请求将按照提交的顺序进行处理。
这种算法的优点是简单易实现，但并不考虑磁盘访问位置和移动时间。
由于磁盘的读写时间和移动时间往往不同，因此FCFS算法可能会导致一些请求等待时间过长，影响系统的响应速度。
2. 最短寻道时间优先（SSTF）调度算法最短寻道时间优先算法是根据当前磁头位置选择离磁头最近的下一个请求进行处理。
该算法考虑了磁头的移动距离，因此能够减少磁头的寻道时间。
但是由于该算法总是选择最近的请求处理，可能导致一些远离磁头的请求等待时间过长，造成一些请求的饥饿现象。
3. 扫描（SCAN）调度算法扫描算法是磁盘调度算法中常用的一种。
它模拟磁头在磁盘上进行的一次扫描操作，沿着一定方向进行磁道的访问。
当磁头到达磁盘的一端时，会改变方向进行下一次扫描。
该算法比较公平，能够较均匀地处理所有磁盘请求，但是由于需要扫描整个磁道，可能导致一些请求等待时间较长。
4. 循环扫描（C-SCAN）调度算法循环扫描算法是对扫描算法的一种改进。
该算法在到达磁盘的一端后不会改变方向，而是直接返回到磁道的另一端进行下一次扫描。
这意味着所有请求都会等待直到磁头回到磁道的起始位置，这样能够减少等待时间，但是也可能导致一些请求的响应时间较长。
5. 最不常用（LFU）调度算法最不常用算法是根据请求的使用频率进行处理的一种算法。
它将优先处理那些使用频率较低的请求，这样能够提高系统的整体性能。
磁盘调度的算法
磁盘调度的算法
磁盘调度是计算机操作系统中的一个重要功能，用于决定磁盘驱动器上的磁盘访问请求的顺序。
磁盘调度算法的目标是尽可能地减少磁盘的寻道时间和旋转延迟，以提高磁盘的访问效率。
常见的磁盘调度算法包括以下几种：
1. 先来先服务（FCFS）：磁盘访问请求按照它们的到达顺序进行处理。
这种算法简单且公平，但是可能导致磁盘的平均寻道时间较长。
2. 最短寻道时间优先（SSTF）：选择距离当前磁头位置最近的磁道作为下一个要访问的磁道。
这种算法能够减少磁头的寻道时间，但是可能会导致某些磁道被连续访问，从而降低了磁盘的整体吞吐量。
3. 扫描算法（SCAN）：磁头按照一个方向移动，处理磁盘上的请求，直到到达磁盘的边界，然后改变方向继续移动。
这种算法可以减少磁盘的平均寻道时间，并且确保所有的磁道都被访问到，但是可能导致某些磁道的访问延迟较长。
4. 循环扫描算法（C-SCAN）：类似于扫描算法，但是在到达磁盘边界后，直接返回到起始位置，而不是改变方向。
这种算法可以进一步降低磁头的寻道时间，并且在某些情况下可以提高磁盘的整体性能。
5. 最佳扫描算法（LOOK）：类似于扫描算法，但是在到达磁盘边界后，只改变方向，而不是反向移动。
这种算法可以根据实际的磁盘访问请求动态调整磁头的移动方向，以减少磁头的寻道时间。
需要注意的是，每种磁盘调度算法都有其适用的场景和优缺点，选择
合适的算法取决于具体的应用需求和性能要求。
磁盘调度算法代码
磁盘调度算法代码磁盘调度算法是操作系统中用于优化磁盘访问性能的重要策略之一。
在计算机系统中，数据通常存储在磁盘上，当需要读或写数据时，就需要通过磁盘调度算法来确定磁盘读写的顺序，以提高系统的性能和效率。
1. 磁盘调度算法的背景在了解磁盘调度算法之前，我们先了解一下磁盘的工作原理。
磁盘由一个或多个盘片组成，每个盘片上包含若干磁道，每个磁道又被分为若干扇区。
磁头在读写数据时需要移动到目标扇区所在的磁道上，而磁头的移动会导致一定的寻道时间。
磁盘调度算法的目标就是通过合理的调度磁盘的访问请求，使得磁头的移动距离最短，从而减少磁盘的寻道时间，提高系统的读写性能。
常见的磁盘调度算法有以下几种：•先来先服务（FCFS）：按照磁盘请求的到达顺序进行调度。
•最短寻道时间优先（SSTF）：选择离当前磁头位置最近的磁道进行访问。
•扫描算法（SCAN）：磁头从一端开始扫描磁道，直到扫描到达磁头上方的最后一个磁道，然后返回起始位置继续扫描。
•循环扫描算法（C-SCAN）：类似于SCAN算法，但是磁头在扫描到磁头上方的最后一个磁道后，直接返回起始位置继续扫描。
•电梯算法（LOOK）：磁头按磁道号的递增或递减顺序移动，直到当前方向上没有更多的磁道请求时改变方向。
2. 磁盘调度算法的代码实现下面以Python语言为例，给出一个简单的磁盘调度算法的代码实现。
这里以最短寻道时间优先（SSTF）算法为例。
首先，需要定义一个函数来计算当前磁头位置到目标磁道的距离：def calculate_distance(current, target):return abs(current - target)然后，我们可以编写一个磁盘调度函数来实现SSTF算法：def sstf(disk_queue, current_head):# 存储按磁道号排序的请求队列sorted_queue = sorted(disk_queue)# 存储已访问的磁道visited = []while sorted_queue:# 存储每个请求到当前磁头的距离distances = []for track in sorted_queue:distance = calculate_distance(current_head, track)distances.append((distance, track))# 根据距离进行排序distances.sort(key=lambda x: x[0])# 获取距离最小的磁道next_track = distances[0][1]# 移动磁头到下一个磁道current_head = next_track# 将访问过的磁道添加到已访问列表中visited.append(next_track)# 从请求队列中移除已访问的磁道sorted_queue.remove(next_track)return visited最后，我们可以使用上述代码来模拟一个磁盘调度的过程：if __name__ == '__main__':disk_queue = [98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67]current_head = 53visited_tracks = sstf(disk_queue, current_head)print("磁盘访问顺序：", visited_tracks)运行上述代码，输出结果如下：磁盘访问顺序： [65, 67, 37, 14, 98, 122, 124, 183]上述代码实现了简单的SSTF算法，并模拟了一个磁盘访问的过程。
操作系统-磁盘调度算法
操作系统-磁盘调度算法1 一次磁盘读/写操作需要的时间寻找时间（寻道时间）T s：在读/写数据前，需要将磁头移动到指定磁道所花费的时间。
寻道时间分两步：(1) 启动磁头臂消耗的时间：s。
(2) 移动磁头消耗的时间：假设磁头匀速移动，每跨越一个磁道消耗时间为m，共跨越n条磁道。
则寻道时间T s= s + m * n。
磁头移动到指定的磁道，但是不一定正好在所需要读/写的扇区，所以需要通过磁盘旋转使磁头定位到目标扇区。
延迟时间T R：通过旋转磁盘，使磁头定位到目标扇区所需要的时间。
设磁盘转速为r（单位：转/秒，或转/分），则平均所需延迟时间T R=(1/2)*(1/r) = 1/2r。
1/r就是转一圈所需的时间。
找到目标扇区平均需要转半圈，因此再乘以1/2。
传输时间T R：从磁盘读出或向磁盘中写入数据所经历的时间，假设磁盘转速为r，此次读/写的字节数为b，每个磁道上的字节数为N，则传输时间T R= (b/N) * (1/r) = b/(rN)。
每个磁道可存N字节数据，因此b字节数据需要b/N个磁道才能存储。
而读/写一个磁道所需的时间刚好是转一圈的时间1/r。
总的平均时间T a= T s+ 1/2r + b/(rN)，由于延迟时间和传输时间都是与磁盘转速有关的，且是线性相关。
而转速又是磁盘的固有属性，因此无法通过操作系统优化延迟时间和传输时间。
所以只能优化寻找时间。
2 磁盘调度算法2.1 先来先服务算法（FCFS）算法思想：根据进程请求访问磁盘的先后顺序进行调度。
假设磁头的初始位置是100号磁道，有多个进程先后陆续地请求访问55、58、39、18、90、160、150、38、184号磁道。
按照先来先服务算法规则，按照请求到达的顺序，磁头需要一次移动到55、58、39、18、90、160、150、38、184号磁道。
磁头共移动了 45 + 3 + 19 + 21 + 72 + 70 + 10 + 112 + 146 = 498个磁道。
磁盘调度算法
磁盘调度算法现代操作系统中，磁盘利用外层磁道容量较内层磁道大的特点，将盘面划分成若干条环带，使得同一环带内的所有磁道具有相同的扇区数。
磁头在各磁道上移动，当进程请求时根据当前磁头位置和待访问位置决定访问次序。
本实验是模拟操作系统的磁盘寻道方式，运用磁盘访问顺序的不同来设计磁盘的调度算法。
设定开始磁道号寻道范围，依据起始扫描磁道号和最大磁道号数，随机产生要进行寻道的磁道号序列。
磁道访问序列不小于6。
选择磁盘调度算法，显示该算法的磁道访问顺序，计算出移动的磁道总数和平均寻道总数。
可选的实现磁盘调度算法有FCFS，SSTF，SCAN，CSCAN和NStepSCAN算法。
选择比较的算法，不小于3。
按算法的寻道效率进行排序，并对各算法的性能进行分析比较。
先来先服务FCFS根据进程请求访问磁盘的先后次序进行调度。
当一个新的磁盘访问请求发生时，不考虑其他因素，仅仅凭借作业的到达次序，作为调度的依据。
程序设定访问磁道的起止道号，如100-500，随机产生不小于6个磁道访问的序列，并明确次序。
按照FCFS方法，依磁道访问序列，确定每个作业的移动磁道数，并输出计算平均寻道长度详细描述实验设计思想、程序结构及各模块设计思路；详细描述程序所用数据结构及算法；明确给出测试用例和实验结果；为增加程序可读性，在程序中进行适当注释说明；认真进行实验总结，包括：设计中遇到的问题、解决方法与收获等；#include<iostream>#include<cmath>using namespace std;#define size 10void FCFS(int input[],int num);void SSTF(int input[],int num);void SCAN(int input[],int num);void CSCAN(int input[],int num);void sort(int input[],int num); //排序函数void main(){int track[200]; //磁道的范围为0~199int PCB[size]; //输入的磁道号int i=0;while(i<200){ //磁道初始化track[i]=i;i++;}cout<<"\n请输入"<<size<<"个待寻磁道号（0~199）"<<endl;for(int j=0;j<size; j++){cin>>PCB[j];}int suanfa; //算法选择while(1){cout<<"选择算法："<<endl;cout<<" 1、FCFS算法\n";cout<<" 2、SSTF算法\n";cout<<" 3、SCAN算法\n";cout<<" 4、CSCAN算法\n";cout<<" 5、退出!\n";scanf("%d",&suanfa);if(suanfa==1) FCFS(PCB,size);else if(suanfa==2) SSTF(PCB,size);else if(suanfa==3) SCAN(PCB,size);else if(suanfa==4) CSCAN(PCB,size);else if(suanfa!=1 || suanfa!=2 || suanfa!=3 || suanfa!=4 )break;}cout<<" 欢迎使用!\n\n\n";}void sort(int input[],int num){ //排序函数int t;for(int j=0;j<num-1;j++)for(int i=0;i<num-1-j;i++)if(input[i]>input[i+1]){t=input[i];input[i]=input[i+1];input[i+1]=t;}}void FCFS(int input[],int num){cout<<"输入当前所在磁道号\n";int dangqian;float sum=0; //记录总访问磁道数float ave; //平均访问磁道数cin>>dangqian;cout<<"访问磁道顺序为：";for(int i=0;i<num;i++){cout<<input[i]<<" ";sum=sum+abs(input[i]-dangqian);dangqian=input[i];}ave=sum/num;cout<<"\n移动的磁道总数:"<<sum;cout<<"\n平均访问磁道数为："<<ave<<endl;cout<<"\n";}void SSTF(int input[],int num){sort(input,size); //对输入的磁道号排序cout<<"输入当前所在磁道号\n";int dangqian;float sum=0; //记录总访问磁道数float ave; //平均访问磁道数cin>>dangqian;cout<<"访问磁道顺序为：";if(dangqian>=input[num-1]){ //如果当前大于最大的磁道号for(int i=num-1;i>=0;i--){cout<<input[i]<<" ";sum=sum+abs(input[i]-dangqian);dangqian=input[i];}}else if(dangqian<=input[0]){ //如果当前小于最大的磁道号for(int i=0;i<num;i++){cout<<input[i]<<" ";sum=sum+abs(input[i]-dangqian);dangqian=input[i];}}else { //如果在最大和最小之间int k=0;int low,high;while(dangqian>input[k]) k++;low=k;high=k+1;while(low>=0 || high <num){if(abs(dangqian-input[low])<=abs(dangqian-input[high])) //如果前一个较近取前一个{cout<<input[low]<<" ";sum=sum+abs(input[low]-dangqian);dangqian=input[low];low--;}else{cout<<input[high]<<" ";sum=sum+abs(input[high]-dangqian);dangqian=input[high];high++;}}}ave=sum/num;cout<<"\n移动的磁道总数:"<<sum;cout<<"\n平均访问磁道数为："<<ave<<endl;cout<<"\n";}void SCAN(int input[],int num){sort(input,size);cout<<"输入当前所在磁道号\n";int dangqian;float sum=0; //记录总访问磁道数float ave; //平均访问磁道数cin>>dangqian;cout<<"选择扫描方向：\n";cout<<" 0、从里向外\n";cout<<" 1、从外向里\n";int k; //记录中间位置cin>>k;int x=0;while(dangqian>input[x]) x++;int temp=x;cout<<"访问磁道顺序为：";if(k==0){ //从里向外while(x<size){cout<<input[x]<<" ";sum=sum+abs(input[x]-dangqian);dangqian=input[x];x++;}int wo=temp;while(wo>0){cout<<input[wo-1]<<" ";sum=sum+abs(input[wo-1]-dangqian);dangqian=input[wo-1];wo--;}}else if(k==1){ //从外向里while(x>0){cout<<input[x-1]<<" ";sum=sum+abs(input[x-1]-dangqian);dangqian=input[x-1];x--;}int wow=temp;while(wow<size){cout<<input[wow]<<" ";sum=sum+abs(input[wow]-dangqian);dangqian=input[wow];wow++;}}else { cout<<"输入错误！\n"; exit(0);}ave=sum/num;cout<<"\n移动的磁道总数:"<<sum;cout<<"\n平均访问磁道数为："<<ave<<endl;cout<<"\n";}void CSCAN(int input[],int num){sort(input,size);cout<<"输入当前所在磁道号\n";int dangqian;float sum=0; //记录总访问磁道数float ave; //平均访问磁道数cin>>dangqian;cout<<"选择扫描方向：\n";cout<<" 0、从里向外\n";cout<<" 1、从外向里\n";int k; //记录中间位置cin>>k;int x=0;while(dangqian>input[x]) x++;int temp=x;cout<<"访问磁道顺序为：";if(k==0){ //从里向外while(x<size){cout<<input[x]<<" ";sum=sum+abs(input[x]-dangqian);dangqian=input[x];x++;}int wo=0;while(wo<temp){cout<<input[wo]<<" ";sum=sum+abs(input[wo]-dangqian);dangqian=input[wo];wo++;}}else if(k==1){ //从外向里while(x>0){cout<<input[x-1]<<" ";sum=sum+abs(input[x-1]-dangqian);dangqian=input[x-1];x--;}int wow=size-1;while(wow>=temp){cout<<input[wow]<<" ";sum=sum+abs(input[wow]-dangqian);dangqian=input[wow];wow--;}}else { cout<<"输入错误！\n"; exit(0);}ave=sum/num;cout<<"\n移动的磁道总数:"<<sum;cout<<"\n平均访问磁道数为："<<ave<<endl;cout<<"\n";}。
操作系统课程设计-磁盘调度算法
前言摘要：本课程设计的目的是通过设计一个磁盘调度模拟系统，从而使磁盘调度算法更加形象化，使磁盘调度的特点更简单明了，这里主要实现磁盘调度的四种算法，分别是：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）。
启动磁盘执行输入输出操作时，要把移动臂移动到指定的柱面，再等待指定扇区的旋转到磁头位置下，然后让指定的磁头进行读写，完成信息传送；因此，执行一次输入输出所花的时间有：寻找时间——磁头在移动臂带动下移动到指定柱面所花的时间。
延迟时间——指定扇区旋转到磁头下所需的时间。
传送时间——由磁头进程读写完成信息传送的时间，寻道时间——指计算机在发出一个寻址命令，到相应目标数据被找到所需时间；其中传送信息所花的时间，是在硬件设计时固定的，而寻找时间和延迟时间是与信息在磁盘上的位置有关；然后设计出磁盘调度的设计方式，包括算法思路、步骤，以及要用到的主要数据结构、函数模块及其之间的调用关系等，并给出详细的算法设计，对编码进行了测试与分析。
最后进行个人总结与设计体会。
关键词：最短寻道时间优先算法、扫描算法、总寻道长度.目录前言 (2)2. 课程设计任务及要求 (4)2.1 设计任务 (4)2.2 设计要求 (4)3. 算法及数据结构 (5)3.1算法的总体思想（流程） (5)3.2 实现过程中用到的数据结构 (6)3.3 实现过程中用到的系统调用 (11)4. 程序设计与实现 (11)4.1 最短寻道时间优先算法（SSTF）模块 (11)4.1.1程序流程图 (11)4.1.2 程序说明 (13)4.1.3 程序关键代码 (13)4.2扫描算法（SCAN）模块 (14)4.2.1 程序流程图 (14)4.2.2 程序说明 (16)4.2.3 程序关键代码 (16)4.3 实验结果 (17)5. 结论 (26)6. 参考文献 (26)7. 收获、体会和建议 (27)2. 课程设计任务及要求2.1 设计任务1.熟悉并掌握磁盘调度算法管理系统的设计方法，加强对所学各种调度算法及相应算法的特点了解。
磁盘调度算法求平均寻道长度
磁盘调度算法求平均寻道长度磁盘是可供多个进程共享的设备，当有多个进程都要求访问磁盘时，应采用一种最佳调度算法，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中，主要是寻道时间，因此，磁盘调度的目标，是使磁盘的平均寻道时间最少。
目前常用的磁盘调度算法有：先来先服务、最短寻道时间优先及扫描算法。
1、FCFS最简单的调度算法是“先来先服务”调度算法，这个算法实际上不考虑访问者要求访问的物理位置，而只是考虑访问者提出访问请求的先后次序。
例如，如果现在读写磁头正在50号柱面上执行输出操作，而等待访问者依次要访问的柱面为130、199、32、159、15、148、61、99，那么，当50号柱面上的操作结束后，移动臂将按请求的先后次序先移到130号柱面，最后到达99号柱面。
采用先来先服务算法决定等待访问者执行输入输出操作的次序时，移动臂来回地移动。
先来先服务算法花费的寻找时间较长，所以执行输入输出操作的总时间也很长。
它是从就绪队列中选择一个估计运行时间最短的进程，将处理器分配给该进程，使之占有处理器并执行，直到该进程完成或因发生事件而阻塞，然后退出处理器，再重新调度。
单项扫描调度算法的基本思想是，不考虑访问者等待的先后次序，总是从0号柱面开始向里道扫描，按照各自所要访问的柱面位置的次序去选择访问者。
在移动臂到达最后一个柱面后，立即快速返回到0号柱面，返回时不为任何的访问者等待服务。
在返回到0号柱面后，再次进行扫描。
对上述相同的例子采用单向扫描调度算法的执行次序由于该例中已假定读写的当前位置在50号柱面，所以，指示了从50号柱面继续向里扫描，依次为61、99、130、148、159、199各柱面的访问者服务，此时移动臂已经是最内的柱面，于是立即返回到0号柱面，重新扫描，依次为15、32号柱面的访问者服务。
当磁头刚从里向外移动而越过了某一磁道进,恰好又有一进程请求访问此磁道,这时,该进程必须等待,待磁头继续从里向外,然后再从外向里扫描完所有要访问的磁道后,才处理该进程的请求,致使该进程的请求被大大地推迟。
磁盘调度算法的实现
一、实验目的:通过模拟设计磁盘驱动调度程序，观察驱动调度程序的动态运行过程，理解和掌握磁盘驱动调度的职能，并比较各种算法的调度结果。
二、实验容:要求设计主界面能灵活选择某算法，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）三、实验步骤（1）需求分析：本设计中可在运行时随机产生一个请求序列，先把序列排序，以方便找到下一个要寻找的磁道。
要求用户选择磁头移动方向，向里和向外移动用1和0表示，若输入值不为0或1，则报错。
选择某种调度算法后，要求显示调度顺序和移动的总磁道数。
（2）详细设计：void FCFS(int a[],int n);//先来先服务算法void SSTF(int a[],int n);//最短寻道时间算法void SCAN(int a[],int n);//扫描算法void CSCAN(int a[],int n);//循环扫描算法int main(){int n;//磁道的个数int s;//功能号cout<<"请输入磁道的个数："<<endl;cin>>n;int *a=new int[n];cout<<"生成随机磁道号..."<<endl;srand((unsigned)time(NULL));for(int i=0;i<n;i++){a[i]=(rand()%100)+1;cout<<a[i]<<" ";}cout<<endl;while(1){ cout<<endl;cout<<"1、先来先服务算法（FCFS）"<<endl;cout<<"2、最短寻道时间算法（SSTF）"<<endl;cout<<"3、扫描算法（SCAN）"<<endl;cout<<"4、循环扫描算法（CSCAN）"<<endl;cout<<"0、退出"<<endl;cout<<endl;cout<<"请选择功能号:";cin>>s;if(s>4){cout<<"输入有误！"<<endl;}else{switch(s){ case 0: exit(0);break ;case 1:FCFS(a,n); break;case 2:SSTF(a, n);break;case 3:SCAN(a, n);break;case 4:CSCAN(a,n);break;}}}return 0;}实验源代码#include<iostream>#include<ctime>using namespace std;void FCFS(int a[],int n);void SSTF(int a[],int n);void SCAN(int a[],int n);void CSCAN(int a[],int n);int main(){int n;//磁道的个数int s;//功能号cout<<"请输入磁道的个数："<<endl;cin>>n;int *a=new int[n];cout<<"生成随机磁道号..."<<endl;srand((unsigned)time(NULL));for(int i=0;i<n;i++){a[i]=(rand()%100)+1;cout<<a[i]<<" ";}cout<<endl;while(1){ cout<<endl;cout<<"1、先来先服务算法（FCFS）"<<endl; cout<<"2、最短寻道时间算法（SSTF）"<<endl; cout<<"3、扫描算法（SCAN）"<<endl;cout<<"4、循环扫描算法（CSCAN）"<<endl;cout<<"0、退出"<<endl;cout<<endl;cout<<"请选择功能号:";cin>>s;if(s>4){cout<<"输入有误！"<<endl;}else{switch(s){ case 0: exit(0);break ; case 1:FCFS(a,n); break;case 2:SSTF(a, n);break;case 3:SCAN(a, n);break;case 4:CSCAN(a,n);break;}}}return 0;}//先来先服务调度算法（FCFS）void FCFS(int a[],int n){int sum=0,j,i,first=0,now;cout<<"请输入当前磁道号：";cin>>now;//确定当前磁头所在位置cout<<"磁盘调度顺序为："<<endl;for( i=0;i<n;i++)//按访问顺序输出磁道号{cout<<a[i]<<" ";}//计算sumfor(i=0,j=1;j<n;i++,j++){first+=abs(a[j]-a[i]);//外围磁道与最里面磁道的距离}sum+=first+abs(now-a[0]);cout<<endl;cout<<"移动的总磁道数： "<<sum<<endl;}//最短寻道时间算法（SSTF）void SSTF(int a[],int n){int temp;int k=1;int now,l,r;int i,j,sum=0;//将磁道号按递增排序for(i=0;i<n;i++)for(j=i+1;j<n;j++){if(a[i]>a[j]){temp=a[i];a[i]=a[j];a[j]=temp;}}cout<<"按递增顺序排好的磁道："<<endl;for( i=0;i<n;i++){cout<<a[i]<<" ";//输出排好的磁道顺序}cout<<endl;cout<<"请输入当前的磁道号：";cin>>now;//确定当前磁头所在位置cout<<"磁盘调度顺序为："<<endl;if(a[n-1]<=now)//当前磁头位置大于最外围欲访问磁道{for(i=n-1;i>=0;i--)cout<<a[i]<<" ";sum=now-a[0];}elseif(a[0]>=now)//当前磁头位置小于最里欲访问磁道{for(i=0;i<n;i++)cout<<a[i]<<" ";sum=a[n-1]-now;}else{while(a[k]<now)//确定当前磁道在已排的序列中的位置{k++;}l=k-1;//在磁头位置的前一个欲访问磁道r=k;//磁头欲访问磁道while((l>=0)&&(r<n)){if((now-a[l])<=(a[r]-now))//选择离磁头近的磁道 {cout<<a[l]<<" ";sum+=now-a[l];now=a[l];l=l-1;}else{cout<<a[r]<<" ";sum+=a[r]-now;now=a[r];r=r+1;}}if(l=-1)//磁头位置里侧的磁道已访问完{for(j=r;j<n;j++)//访问磁头位置外侧的磁道{cout<<a[j]<<" ";}sum+=a[n-1]-a[0];}if(r==n)//磁头位置外侧的磁道已访问完{for(j=k-1;j>-1;j--) //访问磁头位置里侧的磁道{cout<<a[j]<<" ";}sum+=a[n-1]-a[0];}}cout<<endl;cout<<"移动的总道数:"<<sum<<endl;}//扫描算法（SCAN）void SCAN(int a[],int n){int temp;int k=1;int now,l,r;int i,j,sum=0;for(i=0;i<n;i++)//对访问磁道按由小到大顺序排列输出 for(j=i+1;j<n;j++){if(a[i]>a[j]){temp=a[i];a[i]=a[j];a[j]=temp;}}cout<<"按递增顺序排好的磁道："<<endl;for( i=0;i<n;i++){cout<<a[i]<<" ";}cout<<endl;cout<<"请输入当前的磁道号：";cin>>now;//以下算法确定磁道访问顺序if(a[n-1]<=now) //磁头位置大于最外围欲访问磁道{for(i=n-1;i>=0;i--)cout<<a[i]<<" ";sum=now-a[0];}elseif(a[0]>=now) //磁头位置小于最里欲访问磁道{for(i=0;i<n;i++)cout<<a[i]<<" ";sum=a[n-1]-now;}else //磁头位置在最里侧磁道与最外侧磁道之间{ int d;while(a[k]<now){ //确定当前磁道在已排的序列中的位置k++;}l=k-1;//在磁头位置的前一个欲访问磁道r=k; //磁头欲访问磁道cout<<"请输入当前磁头移动的方向 (0 表示向，1表示向外) : "; cin>>d; //确定磁头访问的方向cout<<"磁盘调度顺序为：";if(d==0||d==1){if(d==0) //磁头向{for(j=l;j>=0;j--){cout<<a[j]<<" ";}for(j=r;j<n;j++){cout<<a[j]<<" ";}sum=now-2*a[0]+a[n-1];}if(d==1) //磁头向外{for(j=r;j<n;j++){cout<<a[j]<<" ";}for(j=l;j>=0;j--){cout<<a[j]<<" ";}sum=2*a[n-1]-now-a[0];}}elsecout<<"请输入0或1！"<<endl;}cout<<endl;cout<<"移动的总道数： "<<sum<<endl;}//循环扫描算法（CSCAN）void CSCAN(int a[],int n){int temp;int now,l,r;int i,j,sum=0;int k=1;for(i=0;i<n;i++)//对访问磁道按由小到大顺序排列输出for(j=i+1;j<n;j++){if(a[i]>a[j]){temp=a[i];a[i]=a[j];a[j]=temp;}}cout<<"按递增顺序排好的磁道："<<endl;for( i=0;i<n;i++){cout<<a[i]<<" ";}cout<<endl;cout<<"请输入当前的磁道号：";cin>>now;//确定当前磁道号if(a[n-1]<=now)//磁头位置大于最外围欲访问磁道{for(i=0;i<n;i++)cout<<a[i]<<" ";sum=now-2*a[0]+a[n-1];}elseif(a[0]>=now)//磁头位置小于最里欲访问磁道{for(i=0;i<n;i++)cout<<a[i]<<" ";sum=a[n-1]-now;}else //磁头位置在最里侧磁道与最外侧磁道之间{ int d;while(a[k]<now){k++;}l=k-1;//在磁头位置的前一个欲访问磁道r=k; //磁头欲访问磁道cout<<"请输入当前磁头移动的方向 (0 表示向，1表示向外) : "; cin>>d; //确定磁头访问的方向cout<<"磁盘调度顺序为：";if(d==0||d==1){if(d==1) //磁头向外侧访问{for(j=r;j<n;j++)//先访问外侧磁道再转向最里欲访问磁道{cout<<a[j]<<" ";}for(j=0;j<r;j++){cout<<a[j]<<" ";}sum=2*a[n-1]-now-2*a[0]+a[l];}if(d==0) //磁头向侧访问 {for(j=r-1;j>=0;j--){cout<<a[j]<<" ";}for(j=n-1;j>=r;j--)//{cout<<a[j]<<" ";}sum=2*a[n-1]-2*a[0]+now-a[r];}}elsecout<<"请输入0或1！";}cout<<endl;cout<<"移动的总道数： "<<sum<<endl;}（3）测试结果：1.先来先服务算法（FCFS）测试结果2.最短寻道时间算法（SSTF）测试结果3.循环扫描算法（SCAN）测试结果4.循环扫描算法（CSCAN）测试结果四、设计总结:此次设计基本完成了本实验所规定的功能，但是还不够完善，很多东西做的不够好，程序不够完善和严谨。
操作系统文件系统与磁盘调度算法
操作系统文件系统与磁盘调度算法操作系统是计算机系统中的核心组件，它管理着计算机的软硬件资源，并提供了与用户进行交互的界面。
操作系统的文件系统和磁盘调度算法是其中非常重要的两个组成部分。
本文将对操作系统文件系统和磁盘调度算法进行详细探讨。
一、操作系统文件系统文件系统是操作系统用来管理和控制文件的一种机制。
它通过将文件组织成为一个层次结构的目录树，使得用户能够方便地存取和管理文件。
在文件系统中，文件被组织成为目录，目录又可以嵌套形成更复杂的目录结构。
文件系统还提供了创建、删除、修改、读取等操作文件的接口，以及权限管理、保护和共享等功能。
操作系统文件系统的设计需要考虑到以下几个重要的因素：1. 效率：文件系统需要提供高效的文件访问接口，使得用户能够迅速地定位到所需要的文件，以及快速地进行文件的读写操作。
2. 完整性：文件系统需要确保文件的完整性，即在文件的读写过程中不会出现丢失、损坏或者冲突的情况。
3. 安全性：文件系统需要提供安全的权限管理机制，以确保只有经过授权的用户能够对文件进行操作，并且提供数据加密和身份验证等功能。
二、磁盘调度算法磁盘调度算法是用来管理磁盘上的磁道的一种方法。
磁盘上的数据被组织成为一个个磁道，磁头可以在不同的磁道之间进行移动，以读取和写入数据。
磁盘调度算法的目标是使得磁头的移动距离最小化，以提高磁盘访问的效率。
常见的磁盘调度算法包括以下几种：1. 先来先服务（FCFS）：按照磁盘请求的顺序进行调度。
这种算法简单直观，但是可能会导致磁头在不同磁道之间频繁移动，从而影响了磁盘的访问效率。
2. 最短寻道时间优先（SSTF）：选择离当前磁道最近的磁道进行调度。
这种算法能够最小化磁头的移动距离，提高磁盘的访问效率，但是可能导致某些请求长时间等待。
3. 扫描算法（SCAN）：磁头按照一个方向上的顺序进行移动，直到到达磁道的边界，然后改变方向进行下一次扫描。
这种算法能够保证所有请求都会被满足，但是可能会导致某些请求等待时间较长。
磁盘调度算法先来先服务最短寻道优先)
磁盘调度算法（先来先服务/最短寻道优先）#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<math.h>void FCFS(int a[],int m,int now);//先来先服务void SSTF(int a[],int n,int now);//最短寻道时间优先void choose(int a[],int n);//选择排序void FCFS(int a[],int m,int now){ //先来先服务算法实现int i,b,sum=0;printf("\n磁盘调度序列:\n\n");printf(" （从%d磁道开始）\n",now);printf("-----------------------\n");printf("下一个访问 | 移动距离\n");for(i=0;i<m;i++){b=abs(a[i]-now); //每次移动距离now=a[i];sum=sum+b;printf("-->%d\t %d\n",a[i],b);}double d=sum*1.0/m;printf("\n平均寻道长度：%.2f\n\n",d);}void SSTF(int a[],int n,int now) //最短寻道时间优先算法实现{int i,k,sum=0,b;choose(a,n); //对磁道序列进行排序printf("\n\n");printf("磁盘调度序列：\n\n");printf(" （从%d磁道开始）\n",now);printf("-----------------------\n");printf("下一个访问 | 移动距离\n");if(a[0]>=now){ //当前磁道号小于请求磁道号的最小值for(i=0;i<n;i++){b=a[i]-now;sum+=b; now=a[i];printf("-->%d\t %d\n",now,b);}}else if(a[n-1]<=now){ //当前磁道号大于请求磁道号的最大值for(i=0;i<n;i++){b=now-a[n-i-1];sum+=b; now=a[n-i-1];printf("-->%d\t %d\n",now,b);}}else if(a[0]<now&&a[n-1]>now){ //当前磁道号介于请求磁道序列的最大与最小之间for(i=0;i<n;i++)if(a[i]>=now){k=i;break;}//选择第一个比当前磁道号大的磁道号int right=k;int left=k-1;while(left>=0&&right<n){if(now-a[left]<=a[right]-now){ //当前磁道号与大于它的近b=now-a[left];sum+=b; now=a[left];printf("-->%d\t %d\n",now,b);left--;}else{ //当前磁道号与小于它的近b=a[right]-now;sum+=b; now=a[right];printf("-->%d\t %d\n",now,b);right++;}}if(left<0){ //磁道序列左边最小的磁道号已经访问，转向右边没有访问的for(int j=right;j<n;j++){b=a[j]-now;sum+=b; now=a[j];printf("-->%d\t %d\n",now,b);}}else if(right==n){//磁道序列右边最大的磁道号已经访问，转向左边没有访问的for(int j=left;j>=0;j--){b=now-a[j];sum+=b; now=a[j];printf("-->%d\t %d\n",now,b);}}}double d=sum*1.0/n;printf("平均寻道长度：%.2f\n\n",d);}void choose(int a[],int n) //选择排序实现{int i,k,index,temp;for(k=0;k<n;k++){index=k;for(i=k+1;i<n;i++){if(a[i]<a[index])index=i;}temp=a[index];a[index]=a[k];a[k]=temp;}printf("排序之后的磁道序列：\n");for(i=0;i<n;i++)printf("%d ",a[i]);}void main() //主函数{int i,m,h,now,b,sum=0,a[20];printf(" ---------输入磁盘调度的基本信息----------\n");printf(" 1.磁道请求总数 2.磁道请求序列 3.当前磁道号\n");printf(" -----------------------------------------\n");printf("1.需要访问的磁道总数： ");scanf(" %d",&m);printf("\n2.需要访问的磁道序列：\n");for(i=0;i<m;i++)scanf("%d",&a[i]);printf("\n3.输入当前磁道号: ");scanf("%d",&now);do{printf("\n -------------磁盘调度算法------------\n\n"); printf(" * 1.先来先服务（FCFS） *\n\n"); printf(" * 2.最短寻道时间优先（SSTF） *\n\n"); printf(" * 0.退出系统 *\n\n"); printf(" -------------------------------------\n");printf("请选择算法序号(0-2)：\n");scanf("%d",&h);switch(h){case 1: FCFS(a,m,now);break;case 2: SSTF(a,m,now);break;case 0: exit(0);break;default:break;}}while(h>=0);}。
10磁盘调度算法
《操作系统》实验报告实验题目磁盘调度算法学生姓名lee学号专业班级指导教师院系名称计算机与信息学院2017 年10 月30 日实验11 扫描FAT12文件系统管理的软盘1.实验目的与要求● 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。
2.实验原理阅读本书第7章的第7.5节，并结合io/block.c文件中的IopReceiveRequest函数（第67行）、IopProcessNextRequest函数（第181行）、IopDiskSchedule函数（第378行）和IopReadWriteSector函数（第263行）的源代码，理解EOS是如何实现磁盘调度算法的。
阅读ke/sysproc.c文件中第580行的ConsoleCmdDiskSchedule函数及其调用的其它函数（包括第536行的NewThreadAccessCylinder函数和第499行的AccessCylinderThread函数），学习EOS是如何测试磁盘调度算法的，并体会这种测试方法的优缺点。
3.实验内容6553.1 准备实验按照下面的步骤准备实验：1. 启动OS Lab。
2. 新建一个EOS Kernel项目。
3.2 验证先来先服务（FCFS）磁盘调度算法按照下面的步骤进行验证：1. 在“项目管理器”窗口中双击ke文件夹中的sysproc.c文件，打开此文件。
2. 在sysproc.c文件的第580行找到控制台命令“ds”对应的函数ConsoleCmdDiskSchedule。
“ds”命令专门用来测试磁盘调度算法。
阅读该函数中的源代码，目前该函数使磁头初始停留在磁道10，其它被阻塞的线程依次访问磁道8、21、9、78、0、41、10、67、12、10。
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操作系统实验报告哈尔滨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I．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。
II. 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。
III. 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）验证＋设计4. 实验内容1. 准备实验2. 验证先来先服务（FCFS）磁盘调度算法2.1 在“项目管理器”窗口中双击ke文件夹中的sysproc.c文件，打开此文件。
2.2 在sysproc.c文件的第580行找到控制台命令“ds”对应的函数ConsoleCmdDiskSchedule。
2.3 打开io/block.c文件，在第378行找到磁盘调度算法函数IopDiskSchedule。
2.4 按F7生成项目，然后按F5启动调试。
3. 验证最短寻道时间优先（SSTF）磁盘调度算法3.1使用sstf.c文件中IopDiskSchedule函数的函数体，替换block.c文件中IopDiskSchedule函数的函数体。
3.2按F7生成项目，然后按F5启动调试。
3.3 待EOS启动完毕，在EOS控制台中输入命令“ds”后按回车。
4. 验SSTF算法造成的线程“饥饿”现象4.1修改sysproc.c文件ConsoleCmdDiskSchedule函数中的源代码，仍然使磁头初始停留在磁道10，而让其它线程依次访问磁道78、21、9、8、11、41、10、67、12、10。
4.2 按F7生成项目，然后按F5启动调试。
4.3待EOS启动完毕，在EOS控制台中输入命令“ds”后按回车。
5. 验证扫描（SCAN）磁盘调度算法6 . 改写SCAN算法二、实验环境操作系统：EOS操作系统编译器：IDE集成实验环境语言：C语言三、实验过程（1）验证先来先服务（FCFS）磁盘调度算法1. 在“项目管理器”窗口中双击ke文件夹中的sysproc.c文件，打开此文件。
2. 在sysproc.c文件的第580行找到控制台命令“ds”对应的函数ConsoleCmdDiskSchedule。
“ds”命令专门用来测试磁盘调度算法。
阅读该函数中的源代码，目前该函数使磁头初始停留在磁道10，其它被阻塞的线程依次访问磁道8、21、9、78、0、41、10、67、12、10。
3. 打开io/block.c文件，在第378行找到磁盘调度算法函数IopDiskSchedule。
阅读该函数中的源代码，目前此函数实现了FCFS磁盘调度算法，其流程图可以参见图18-1。
4. 按F7生成项目，然后按F5启动调试。
5. 待EOS启动完毕，在EOS控制台中输入命令“ds”后按回车。
FCFS磁盘调度算法，“输出”结果:****** Disk schedule start working ******Start Cylinder: 10TID: 31 Cylinder: 8 Offset: 2 -TID: 32 Cylinder: 21 Offset: 13 +TID: 33 Cylinder: 9 Offset: 12 -TID: 34 Cylinder: 78 Offset: 69 +TID: 35 Cylinder: 0 Offset: 78 -TID: 36 Cylinder: 41 Offset: 41 +TID: 37 Cylinder: 10 Offset: 31 -TID: 38 Cylinder: 67 Offset: 57 +TID: 39 Cylinder: 12 Offset: 55 -TID: 40 Cylinder: 10 Offset: 2 -Total offset: 360 Transfer times: 10 Average offset: 36（2）验证最短寻道时间优先（SSTF）磁盘调度算法1. 使用sstf.c文件中IopDiskSchedule函数的函数体，替换block.c文件中IopDiskSchedule函数的函数体。
2.按F7生成项目，然后按F5启动调试。
3. 待EOS启动完毕，在EOS控制台中输入命令“ds”后按回车。
4. 对比EOS控制台和“输出”窗口中的内容（特别是线程ID的顺序），可以发现，SSTF算法唤醒线程的顺序与线程被阻塞的顺序是不同的。
图18-4显示了本次调度执行时磁头移动的轨迹。
对比SSTF算法与FCFS算法在“输出”窗口中的内容，可以看出，SSTF算法的平均寻道数明显低于FCFS算法。
SSTF磁盘调度算法，“输出”结果:****** Disk schedule start working ******Start Cylinder: 10TID: 37 Cylinder: 10 Offset: 0 =TID: 40 Cylinder: 10 Offset: 0 =TID: 33 Cylinder: 9 Offset: 1 -TID: 31 Cylinder: 8 Offset: 1 -TID: 39 Cylinder: 12 Offset: 4 +TID: 32 Cylinder: 21 Offset: 9 +TID: 36 Cylinder: 41 Offset: 20 +TID: 38 Cylinder: 67 Offset: 26 +TID: 34 Cylinder: 78 Offset: 11 +TID: 35 Cylinder: 0 Offset: 78 -Total offset: 150 Transfer times: 10 Average offset: 15****** Disk schedule stop working ******（3）验证SSTF算法造成的线程“饥饿”现象1.修改sysproc.c文件ConsoleCmdDiskSchedule函数中的源代码，仍然使磁头初始停留在磁道10，而让其它线程依次访问磁道78、21、9、8、11、41、10、67、12、10。
2.按F7生成项目，然后按F5启动调试。
3.待EOS启动完毕，在EOS控制台中输入命令“ds”后按回车。
4.查看“输出”窗口中显示的内容，可以发现，虽然访问78号磁道的线程的请求第一个被放入请求队列，但却被推迟到最后才被处理，出现了“饥饿”现象。
如果不断有新线程的请求到达并被优先满足，则访问78号磁道的线程的“饥饿”情况就会更加严重。
SSTF算法造成的线程“饥饿”现象，“输出”结果:****** Disk schedule start working ******Start Cylinder: 10TID: 37 Cylinder: 10 Offset: 0 =TID: 40 Cylinder: 10 Offset: 0 =TID: 33 Cylinder: 9 Offset: 1 -TID: 34 Cylinder: 8 Offset: 1 -TID: 35 Cylinder: 11 Offset: 3 +TID: 39 Cylinder: 12 Offset: 1 +TID: 32 Cylinder: 21 Offset: 9 +TID: 36 Cylinder: 41 Offset: 20 +TID: 38 Cylinder: 67 Offset: 26 +TID: 31 Cylinder: 78 Offset: 11 +Total offset: 72 Transfer times: 10 Average offset: 7****** Disk schedule stop working ******(4)验证扫描（SCAN）磁盘调度算法1.使用scan.c文件中IopDiskSchedule函数的函数体，替换block.c文件中IopDiskSchedule函数的函数体。
2.按F7生成项目，然后按F5启动调试。
3.待EOS启动完毕，在EOS控制台中输入命令“ds”后按回车。
4. 对比SCAN算法与SSTF算法在“输出”窗口中的内容，可以看出，SCAN算法的平均寻道数有可能小于SSTF算法，所以说SSTF算法不能保证平均寻道数最少。
验证电梯调度解决最邻近优先的饥饿，78在调度队列首:****** Disk schedule start working ******Start Cylinder: 10TID: 37 Cylinder: 10 Offset: 0 =TID: 40 Cylinder: 10 Offset: 0 =TID: 35 Cylinder: 11 Offset: 1 +TID: 39 Cylinder: 12 Offset: 1 +TID: 32 Cylinder: 21 Offset: 9 +TID: 36 Cylinder: 41 Offset: 20 +TID: 38 Cylinder: 67 Offset: 26 +TID: 31 Cylinder: 78 Offset: 11 +TID: 33 Cylinder: 9 Offset: 69 -TID: 34 Cylinder: 8 Offset: 1 -Total offset: 138 Transfer times: 10 Average offset: 13****** Disk schedule stop working ******（5）改写SCAN算法1.在一次遍历中，不再关心当前磁头移动的方向，而是同时找到两个方向上移动距离最短的线程所对应的请求，这样就不再需要遍历两次。
2.在计算出线程要访问的磁道与当前磁头所在磁道的偏移后，可以将偏移分为三种类型：偏移为0，表示线程要访问的磁道与当前磁头所在磁道相同，此情况应该优先被调度，可立即返回该线程对应的请求的指针；偏移大于0，记录向内移动距离最短的线程对应的请求；偏移小于0，记录向外移动距离最短的线程对应的请求。
3.循环结束后，根据当前磁头移动的方向选择同方向移动距离最短的线程，如果在同方向上没有线程，就变换方向，选择反方向移动距离最短的线程。
具体逻辑可以参见图18-6所示的流程图。
源代码PLIST_ENTRY pListEntry;PREQUEST pRequest;LONG Offset;ULONG InsideShortestDistance = 0xFFFFFFFF;ULONG OutsideShortestDistance = 0xFFFFFFFF;//设置两个指针变量PREQUEST pNextRequest_1= NULL;PREQUEST pNextRequest_2= NULL;PREQUEST pNextRequest= 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求是链表头指向的下一个请求。