磁盘移臂调度过程模拟设计-电梯算法最短寻道时间优先
最短寻找时间优先算法和电梯算法
最短寻找时间优先算法和电梯算法1. 引言最短寻找时间优先算法和电梯算法是在计算机科学领域中常用的调度算法。
它们被广泛应用于操作系统、网络通信、数据库等各个领域，以提高系统的效率和性能。
本文将详细介绍最短寻找时间优先算法和电梯算法的原理、应用场景以及实现方式。
2. 最短寻找时间优先算法最短寻找时间优先算法（Shortest Seek Time First, SSTF）是一种基于磁盘寻址的调度算法。
它通过选择离当前磁道最近的请求来减少平均寻道时间，从而提高系统的响应速度。
2.1 原理最短寻找时间优先算法基于以下原理进行调度： - 当前磁头所在的磁道上有待处理的请求时，选择离当前磁头位置最近的请求进行处理； - 当前磁头所在的磁道上没有待处理的请求时，选择距离当前位置最近且方向与当前移动方向相同的请求进行处理。
2.2 应用场景最短寻找时间优先算法适用于磁盘调度、文件系统、数据库管理等场景。
在这些应用中，磁盘的读写操作是常见的任务，而最短寻找时间优先算法能够有效地减少磁头的移动次数，提高读写操作的性能。
2.3 实现方式最短寻找时间优先算法可以通过以下步骤来实现： 1. 读取当前磁头所在的位置；2. 遍历待处理请求列表，计算每个请求与当前位置的距离；3. 选择距离最近的请求进行处理，并更新当前位置； 4. 重复步骤2和3，直到所有请求都被处理完毕。
3. 电梯算法电梯算法（Elevator Algorithm）是一种用于调度电梯运行的算法。
它模拟了电梯上下运行时不同楼层之间的乘客需求，并根据乘客的楼层选择最优的运行路径，以提高电梯系统的效率和性能。
3.1 原理电梯算法基于以下原理进行调度： - 当前电梯运行方向下有人需要上楼时，选择离当前楼层最近且方向相同的楼层作为目标楼层； - 当前电梯运行方向下没有人需要上楼时，选择离当前楼层最近的楼层作为目标楼层； - 当前电梯运行方向下没有人需要上楼且上方也没有人需要下楼时，改变运行方向。
编程模拟实现磁盘调度算法.doc
编程模拟实现磁盘调度算法（1）—采用最短寻道时间优先算法班级04师本（3）班学号0408008301 姓名陈海颖一、实验目的与实验项目介绍1、实验目的通过实际编程来模拟实现磁盘调度算法中的采用最短寻道时间优先算法,并达到对知识的熟练掌握。
2、实验项目介绍本设计为磁盘调度算法模拟实现系统，选用Microsoft Visual 2005中的作为开发工具,实现最短寻道时间优先算法.二、实验项目方案设计1、算法思想：最短寻道时间优先算法：首先确定当前磁头所在的磁道号，然后对请求的磁道号从小到大进行排序。
接着找到一个跟当前磁道号最接近的磁道号；如找到则从当前位置开始执行，接着从当前磁道号再找一个跟当前磁道号最接近的磁道号，依次执行，直到结束。
2、算法流程先把输入的要求访问的序列号从小到大排序，分析当前位置的可能位置。
如果当前位置小于最小序列号，则不做改动，直接按顺序输出；如果当前位置大于最大的序列号，则将序列从大到小排序，再按顺序输出即可；如果不是这两种情况，则将当前位置虚拟插入序列号中，比较当前位置左右的序列号与当前位置的距离，找出距离最小的并将其值赋给OUTPUT和当前位置，再从新的当前位置寻找下一个最短距离的序列号。
如此循环，即可实现最短寻道时间优先算法。
三、实验实施步骤1、创建应用程序界面在VB.NE中使用WINDOWS应用程序生成一个窗体应用程序form1，并给主窗口取名为“模拟磁盘调度算法之最短寻道时间优先算法”。
2、窗体设计如下图所示；建立界面（如上图），包含17个文本框，分别表示当前磁头位置、即将访问的队列（5个）、算法得到的序列（5个）、每次移动距离和移动总距离。
4个按钮控件Button1—Button3激活各个算法，Button1实现清除算法，使各控件初始为零，重新运算；Button2实现调度算法，Button3实现平均移动距离的算法，Label实现总移动距离的求解。
3、具体控件的功能及如何实现（1）输入的要求访问的序列号的表示如图所示，用TextBox1、TextBox2、TextBox3、 TextBox4、TextBox5存放输入的5个系列号，TextBox6存放输入的当前位置nowpoint，通过下面的代码，将各文本框的值用变量m1、 m2 、m3、 m4、m5、nowpoint：m1 = Val(TextBox1.Text)m2 = Val(TextBox2.Text)m3 = Val(TextBox3.Text)m4 = Val(TextBox4.Text)m5 = Val(TextBox5.Text)nowpoint = Val(TextBox6.Text)（2）按钮“执行算法”，单击该按钮即实现最短寻道时间优先算法。
磁盘调度实验报告实验总结
磁盘调度实验报告实验总结磁盘调度是操作系统中的一个重要概念，它是指操作系统通过合理的算法和策略来管理和调度磁盘上的数据访问请求。
磁盘调度的目的是提高磁盘的读写效率，减少磁盘访问的时间开销，从而提高系统的整体性能。
本次实验主要对比了三种常见的磁盘调度算法：先来先服务（FCFS）、最短寻道时间优先（SSTF）和电梯算法（SCAN）。
通过对比实验结果分析各种算法的性能表现和特点，并给出相应的实验总结。
实验总结如下：一、先来先服务（FCFS）算法FCFS算法是一种简单直接的磁盘调度算法，它按照请求的顺序依次进行访问。
实验结果表明，FCFS算法的平均寻道时间较高，且易产生长期等待现象。
这是因为FCFS算法无法优化磁头的移动顺序，只能按照请求的先后顺序安排磁道的访问，从而导致了较差的性能表现。
二、最短寻道时间优先（SSTF）算法SSTF算法根据当前磁头位置选择距离最近的请求进行服务。
实验结果表明，SSTF算法的平均寻道时间明显优于FCFS算法，且缓解了长期等待现象。
这是因为SSTF算法可以选择离当前磁头位置最近的请求，从而减少了寻道时间，提高了磁道的访问效率。
三、电梯算法（SCAN）算法SCAN算法也称为电梯算法，它模拟了电梯运行的原理。
SCAN算法先将磁头移动到一个极限位置，然后沿着一个方向依次访问请求，直到到达另一个极限位置，再改变方向重复上述过程。
实验结果表明，SCAN算法的平均寻道时间与SSTF 算法相当，且具有较好的均衡性。
这是因为SCAN算法可以使得磁头在磁盘上的行进路线保持平衡，避免了过多的磁道之间的跳跃，从而提高了磁道的访问效率。
综上所述，不同的磁盘调度算法具有不同的性能表现和特点。
在实际应用中，需要根据具体的场景和需求选择合适的磁盘调度算法。
一般而言，SSTF算法和SCAN算法在性能上表现较好，可以提高磁盘的读写效率，减少寻道时间开销。
而FCFS算法在实际应用中较为有限，对于长期等待和寻道时间要求较高的场景不太适用。
磁盘移臂调度过程模拟设计-电梯算法_最短寻道时间优先
学号：课程设计题目磁盘移臂调度过程模拟设计--电梯算法、最短寻道时间优先算法学院计算机科学与技术学院专业班级姓名指导教师吴利军2013 年 1 月15 日课程设计任务书学生姓名：指导教师：吴利军工作单位：计算机科学与技术学院题目: 磁盘移臂调度过程模拟设计——电梯算法、最短寻道时间优先算法初始条件：1．预备内容：阅读操作系统的文件管理章节内容，理解有关文件组织形式、存储设备的概念。
2．实践准备：掌握一种计算机高级语言的使用。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1．编程序模拟磁盘调度的过程，采用指定算法，模拟并输出存取臂的移动顺序，并计算存取臂移动的磁道总数。
能够处理以下的情形：⑴可根据需要输入当前磁头的位置，磁头移动方向；⑵能够输入柱面数，磁道访问序列等参数，并能够显示调度结果（磁盘访问请求的磁道号以及磁头移动的总磁道数）。
2．设计报告内容应说明：⑴课程设计目的与功能；⑵需求分析，数据结构或模块说明(功能与框图)；⑶源程序的主要部分；⑷测试用例，运行结果与运行情况分析；⑸自我评价与总结：i）你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出色；ii）什么地方做得不太好，以后如何改正；iii）从本设计得到的收获（在编写，调试，执行过程中的经验和教训）；iv）完成本题是否有其他的其他方法（如果有，简要说明该方法）；v）对实验题的评价和改进意见，请你推荐设计题目。
时间安排：设计安排一周：周1、周2：完成程序分析及设计。
周2、周3：完成程序调试及测试。
周4、周5：验收，撰写课程设计报告。
（注意事项：严禁抄袭，一旦发现，抄与被抄的一律按0分记）指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日磁盘移臂调度过程模拟设计——电梯算法、最短寻道时间优先算法1 课程设计目的与功能操作系统课程设计，主要是在学习操作系统课程并完成操作系统各部分实验的基础上，对操作系统的整体进行一个模拟，通过实践加深对各个部分的管理功能的认识，进一步分析各个部分之间的联系，以达到对完整系统的理解。
磁盘驱动调度算法
操作系统课程设计题目：磁盘驱动调度算法模拟班级:姓名：学号：指导教师:成绩:6 月磁盘驱动调度算法模拟菜单显示FCFS算法SCAN算法SSTF算法CSCAN算法沿磁道增加方向沿磁道减小方向沿磁道增加方向沿磁道减小方向一、课程设计目的1.进一步加深对磁盘驱动调度算法的理解。
2.编程实现“先来先服务”、“最短寻道时间优先”、“电梯调度”、“循环扫描”算法。
二、课题内容1.假设一种磁盘含有4 个盘片，每个盘片有100 个磁道，每道有8 个扇区，模拟格式化时对柱面和扇区进行编号的过程。
2.设计若干磁道访问请求，规定顾客输入线性块号，系统能将其转换为对应的磁道号（柱面号），并计算出分别采用“先来先服务”、“最短寻道时间优先”、“电梯调度”、“循环扫描”算法的寻道总长度。
3．提供可视化且简洁清晰的顾客界面，能直观且动态地描述磁头移动。
三、设计思路（一）系统概要设计1.整体模块设计图2.有关知识磁盘调度：当有多个进程都请求访问磁盘时，采用一种合适的驱动调度算法，使各进程对磁盘的平均访问（重要是寻道）时间最小。
现在惯用的磁盘调度算法有：1）先来先服务2）最短寻道时间优先3）扫描算法4）循环扫描算法等3.算法思想介绍（1）先来先服务算法（FCFS）即先来的请求先被响应。
FCFS 方略看起来似乎是相称"公平"的，但是当请求的频率过高的时候FCFS 方略的响应时间就会大大延长。
FCFS 方略为我们建立起一种随机访问机制的模型，但是如果用这个方略重复响应从里到外的请求，那么将会消耗大量的时间。
为了尽量减少寻道时间，看来我们需要对等待着的请求进行合适的排序，而不是简朴的使用FCFS 方略。
这个过程就叫做磁盘调度管理。
有时候FCFS 也被看作是最简朴的磁盘调度算法。
（2）最短寻道时间优先算法（SSTF）最短时间优先算法选择这样的进程。
规定访问的磁道，与现在磁头所在的磁道距离近来，以使每次的寻道时间最短。
电梯优先调度算法
电梯优先调度算法电梯调度算法(ms InterView)移臂调度算法包括以下四种：1）先来先服务算法：根据访问者提出访问请求的先后次序来决定执行次序。
2）最短寻找时间优先调度算法：从等待的访问者中挑选寻找时间最短的那个请求执行，而不管访问者的先后次序。
3）电梯调度扫描算法：从移动臂当前位置沿移动方向选择最近的那个柱面的访问者来执行，若该方向上无请求访问时，就改变移动方向再选择。
4）单向扫描调度算法：从0柱面开始往里单向扫描，扫到哪个执行哪个。
*/// t1.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//#include "stdafx.h"#include"math.h"#include"stdlib.h"#include"string.h"struct Head{int nPosition;bool bVisited;};void Visit(struct Head *pHead){printf("visite cy:%d\n",pHead->nPosition); pHead->bVisited=true;}int ReadInputKeyboard(struct Head *pHead,int *pCurrentPosition,int nMaxNumber){int i;printf("please input Current position:");scanf("%d",pCurrentPosition);printf("please input will visit position:");for(i=0;i<nMaxNumber;i++){scanf("%d",&pHead[i].nPosition);pHead[i].bVisited=false;if(pHead[i].nPosition<0)break;}return i;}int ReadInputFile(struct Head *pHead,int *pCurrentPosition,int nMaxNumber){int i;char szFileName[256],*q,*p,szTemp[20];printf("please input filename:");scanf("%s",szFileName);FILE *pFile=fopen(szFileName,"r");if(pFile==NULL){printf("open file %s error",szFileName); return -1;}for(i=0;!feof(pFile) &&i<nMaxNumber;) {p=szFileName;fgets(p,256,pFile);while(q=strchr(p,',')){memset(szTemp,0,sizeof(szTemp)*sizeof(char)); strncpy(szTemp,p,q-p);p=q+1;if(i==0)*pCurrentPosition=atoi(szTemp);else{pHead[i-1].nPosition=atoi(szTemp);pHead[i-1].bVisited=false;}i++;}memset(szTemp,0,sizeof(szTemp)*sizeof(char));pHead[i-1].nPosition=atoi(p);pHead[i-1].bVisited=false;//i++;}fclose(pFile);return i;}int FifoVisit(int nCurrentPosition,struct Head *pHead,int nNumber) {//先来先服务int nHaveVisited=0;int nMoveDistance=0;int i;while(nHaveVisited<nNumber){for(i=0;i<nNumber;i++){if(pHead[i].bVisited)continue;Visit(&pHead[i]);nHaveVisited++;nMoveDistance+=abs(nCurrentPosition-pHead[i].nPosition); nCurrentPosition=pHead[i].nPosition;}}printf("the sum of move distance:%d\n",nMoveDistance); return nMoveDistance;}int SsfoVisit(int nCurrentPosition,struct Head *pHead,int nNumber) {// 最短寻找时间优先int nHaveVisited=0;int nMoveDistance=0;int nMinDistance=0;int nMinIndex=0;int i;while(nHaveVisited<nNumber){nMinDistance=0xffff;nMinIndex=0;//找最小值for(i=0;i<nNumber;i++){if(pHead[i].bVisited)continue;if(nMinDistance>abs(pHead[i].nPosition-nCurrentPosition)) {nMinDistance=abs(pHead[i].nPosition-nCurrentPosition); nMinIndex=i;}//访问Visit(&pHead[nMinIndex]);nHaveVisited++;nMoveDistance+=nMinDistance;nCurrentPosition=pHead[nMinIndex].nPosition;}printf("the sum of move distance:%d\n",nMoveDistance); return nMoveDistance;}int DtVisit(int nCurrentPosition,bool bOut,struct Head *pHead,int nNumber){//电梯调度算法int nHaveVisited=0;int nMoveDistance=0;int nMinDistance=0;int nMinIndex=0;int i;while(nHaveVisited<nNumber)nMinDistance=0xffff;nMinIndex=0;//找最小值for(i=0;i<nNumber;i++){if(pHead[i].bVisited)continue;if(bOut&&pHead[i].nPosition<nCurrentPosition||!bOut&am p;&pHead[i].nPosition>nCurrentPosition){if(nMinDistance>abs(pHead[i].nPosition-nCurrentPosition)){nMinDistance=abs(pHead[i].nPosition-nCurrentPosition);nMinIndex=i;}}}if(nMinDistance==0xffff){bOut=!bOut;continue;}//访问Visit(&pHead[nMinIndex]);nHaveVisited++;nMoveDistance+=nMinDistance;nCurrentPosition=pHead[nMinIndex].nPosition;}printf("the sum of move distance:%d\n",nMoveDistance); return nMoveDistance;}int DxVisit(int nCurrentPosition,struct Head *pHead,int nNumber) {//单向调度算法int nHaveVisited=0;int nMoveDistance=0;int nMinDistance=0;int nMinIndex=0;int i;while(nHaveVisited<nNumber){nMinDistance=0xffff;nMinIndex=0;//找最小值for(i=0;i<nNumber;i++){if(pHead[i].bVisited)continue;if(pHead[i].nPosition>nCurrentPosition ){if(nMinDistance>abs(pHead[i].nPosition-nCurrentPosition)) {nMinDistance=abs(pHead[i].nPosition-nCurrentPosition); nMinIndex=i;}}}if(nMinDistance==0xffff){nMoveDistance+=199-nCurrentPosition;nCurrentPosition=0;continue;}//访问Visit(&pHead[nMinIndex]);nHaveVisited++;nMoveDistance+=nMinDistance;nCurrentPosition=pHead[nMinIndex].nPosition;}printf("the sum of move distance:%d\n",nMoveDistance); return nMoveDistance;}int main(int argc, char* argv[]){//p114struct Head mylist[20];//={98,false,183,false,37,false,122,false,14,false,124,false,65,f alse,67,false};//int nCurrentPosition=53;//int nRealNumber=8;int nCurrentPosition=0;int nRealNumber=ReadInputFile(mylist,&nCurrentPosition,20);// FifoVisit(nCurrentPosition,mylist,nRealNumber);// SsfoVisit(nCurrentPosition,mylist,nRealNumber);//DtVisit(nCurrentPosition,false,mylist,nRealNumber);DxVisit(nCurrentPosition,mylist,nRealNumber);return 0;}。
磁盘移臂调度过程模拟设计-电梯算法_最短寻道时间优先教学文案
磁盘移臂调度过程模拟设计-电梯算法_最短寻道时间优先学号：课程设计题目磁盘移臂调度过程模拟设计--电梯算法、最短寻道时间优先算法学院计算机科学与技术学院专业班级姓名指导教师吴利军2013 年 1 月15 日课程设计任务书学生姓名：指导教师：吴利军工作单位：计算机科学与技术学院题目: 磁盘移臂调度过程模拟设计——电梯算法、最短寻道时间优先算法初始条件：1．预备内容：阅读操作系统的文件管理章节内容，理解有关文件组织形式、存储设备的概念。
2．实践准备：掌握一种计算机高级语言的使用。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1．编程序模拟磁盘调度的过程，采用指定算法，模拟并输出存取臂的移动顺序，并计算存取臂移动的磁道总数。
能够处理以下的情形：⑴可根据需要输入当前磁头的位置，磁头移动方向；⑵能够输入柱面数，磁道访问序列等参数，并能够显示调度结果（磁盘访问请求的磁道号以及磁头移动的总磁道数）。
2．设计报告内容应说明：⑴课程设计目的与功能；⑵需求分析，数据结构或模块说明(功能与框图)；⑶源程序的主要部分；⑷测试用例，运行结果与运行情况分析；⑸自我评价与总结：i）你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出色；ii）什么地方做得不太好，以后如何改正；iii）从本设计得到的收获（在编写，调试，执行过程中的经验和教训）；iv）完成本题是否有其他的其他方法（如果有，简要说明该方法）；v）对实验题的评价和改进意见，请你推荐设计题目。
时间安排：设计安排一周：周1、周2：完成程序分析及设计。
周2、周3：完成程序调试及测试。
周4、周5：验收，撰写课程设计报告。
（注意事项：严禁抄袭，一旦发现，抄与被抄的一律按0分记）指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日磁盘移臂调度过程模拟设计——电梯算法、最短寻道时间优先算法1 课程设计目的与功能操作系统课程设计，主要是在学习操作系统课程并完成操作系统各部分实验的基础上，对操作系统的整体进行一个模拟，通过实践加深对各个部分的管理功能的认识，进一步分析各个部分之间的联系，以达到对完整系统的理解。
磁盘调度算法及模拟
磁盘调度算法及模拟磁盘调度算法是操作系统中用于管理磁盘访问请求的一种机制，其目的是优化磁盘的访问速度和效率。
磁盘调度算法主要考虑如何按照一定的规则来调度磁盘上的读写请求，以尽可能减少磁头的移动距离和等待时间，提高磁盘的访问性能。
常见的磁盘调度算法包括先来先服务（FCFS）、最短寻道时间优先（SSTF）、电梯调度算法（SCAN）、循环扫描算法（C-SCAN）和最短期望时间优先（C-LOOK）等。
1.先来先服务（FCFS）算法：按照请求的顺序处理磁盘访问请求，效率较低。
2.最短寻道时间优先（SSTF）算法：始终选择离当前磁头位置最近的请求进行处理，减少磁头的移动距离。
但容易造成一些请求长时间等待。
3.电梯调度算法（SCAN）：磁头按照其中一方向（例如柱面号增大）移动，直到到达磁道的最边缘，然后改变方向继续移动。
这样可以使得距离较远的磁头请求较少等待时间，但在磁头改变方向时可能造成一些请求需要等待。
4.循环扫描算法（C-SCAN）：与SCAN类似，但在到达磁道最边缘后，直接返回到最开始的磁道继续扫描。
这样可以减少等待时间，但请求之间可能存在不公平的情况。
5.最短期望时间优先（C-LOOK）算法：磁头按照其中一方向移动，直到扫描完所有请求，然后返回最开始的磁道重新扫描。
这种方式减少了等待时间，并且使请求公平地被处理。
下面对磁盘调度算法进行模拟：假设磁盘上有一系列的读写请求，我们可以随机生成一些磁道号来模拟这些请求。
假设磁头的初始位置在1号磁道，我们可以使用Python编程语言实现一个简单的模拟算法。
```pythonimport random#初始化请求队列request_queue = []for _ in range(10):request_queue.append(random.randint(1, 100))#初始化磁头位置和移动方向head = 1direction = 1#使用SCAN算法进行模拟total_distance = 0while request_queue:#寻找离当前磁头位置最近的请求nearest_request = min(request_queue, key=lambda x: abs(x - head))#计算磁头移动距离，并更新磁头位置distance = abs(nearest_request - head)head = nearest_request#累计移动距离total_distance += distance#处理请求request_queue.remove(nearest_request)#打印相关信息print('磁头移动到磁道{}，移动距离为{}'.format(nearest_request, distance))print('总移动距离为：', total_distance)```以上为一个简单的模拟算法，随机生成10个磁道号作为请求，模拟使用SCAN算法进行调度。
磁盘驱动调度算法的模拟
一．编写目的熟悉磁盘的结构以及磁盘的驱动调度算法的模拟，编程实现简单常用的磁盘驱动调度算法先来先服务（FIFO）、电梯调度算法、最短寻找时间优先算法、扫描（双向扫描）算法、单向扫描（循环扫描）算法等。
编程只需实现两个算法。
题目可以选取教材或习题中的相关编程实例。
编程语言建议采用c/c++或Java。
模拟程序鼓励采用随机数技术、动态空间分配技术，有条件的最好能用图形界面展现甚至用动画模拟。
实验性质：验证型。
二．课程设计内容1）掌握使用一门语言进行磁盘驱动调度算法的模拟；2）编写程序将磁盘驱动调度算法的过程和结果能以较简明直观的方式展现出来。
三．设计、方法和步骤1. 设计磁盘驱动调度对磁盘的效率有重要影响。
磁盘驱动调度算法的好坏直接影响辅助存储器的效率，从而影响计算机系统的整体效率。
常用的磁盘驱动调度算法有：最简单的磁盘驱动调度算法是先入先出（FIFO）法。
这种算法的实质是，总是严格按时间顺序对磁盘请求予以处理。
算法实现简单、易于理解并且相对公平，不会发生进程饿死现象。
但该算法可能会移动的柱面数较多并且会经常更换移动方向，效率有待提高。
最短寻找时间优先算法：总是优先处理最靠近的请求。
该算法移动的柱面距离较小，但可能会经常改变移动方向，并且可能会发生进程饥饿现象。
电梯调度：总是将一个方向上的请求全部处理完后，才改变方向继续处理其他请求。
扫描（双向扫描）：总是从最外向最里进行扫描，然后在从最里向最外扫描。
该算法与电梯调度算法的区别是电梯调度在没有最外或最里的请求时不会移动到最外或最里柱面，二扫描算法总是移到最外、最里柱面。
两端的请求有优先服被务的迹象。
循环扫描（单向扫描）：从最外向最里进行柱面请求处理，到最里柱面后，直接跳到最外柱面然后继续向里进行处理。
该算法与扫描算法的区别是，回来过程不处理请求，基于这样的事实，因为里端刚被处理。
2. 设计方法1）使用流程图描述演示程序的设计思想；2）选取c/c++、Java等计算机语言，编程调试，最终给出运行正确的程序。
操作系统—移动臂调度算法实现
操作系统—移动臂调度算法实现移动臂调度算法是指磁盘调度算法中的一种，主要用于提高磁盘读写操作的效率。
它是在磁盘读写请求队列中选择下一个读写请求的顺序，以减少寻道时间和旋转延迟，从而提高磁盘的响应速度。
常见的移动臂调度算法有FCFS（先来先服务）、SSTF（最短寻道时间优先）、SCAN（电梯算法）、C-SCAN（循环扫描算法）等。
SSTF（Shortest Seek Time First）是选择距离当前磁头最近的磁道进行处理。
它充分考虑了寻道时间，优先处理距离当前位置较近的请求，能够有效减少磁头移动的时间。
SCAN（电梯算法）是按照一个方向上的连续磁道进行处理，当到达一些方向的极限时，改变方向继续处理。
它模拟了电梯上下行的行为，能够有效减少磁头移动的次数，提高磁盘效率。
C-SCAN（循环扫描算法）类似于SCAN算法，不同之处在于当到达一些方向的极限时，不改变方向继续处理，而是返回磁道的起点重新开始。
以下是一个移动臂调度算法的实现：```pythondef FCFS(requests, start):current = startfor request in requests:current = requestdef SSTF(requests, start):current = startwhile requests:next_request = min(requests, key=lambda x: abs(x - current)) current = next_requestrequests.remove(next_request)def SCAN(requests, start, direction):current = startif direction == "up":for i in range(current, max(requests) + 1):if i in requests:current = ielif direction == "down":for i in range(current, min(requests) - 1, -1):if i in requests:current = idef C_SCAN(requests, start, direction):current = startif direction == "up":for i in range(current, max(requests) + 1):if i in requests:current = ielif direction == "down":for i in range(current, min(requests) - 1, -1):if i in requests:current = i#测试样例requests = [98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67]start = 53direction = "up"print("FCFS: ", FCFS(requests, start))print("SSTF: ", SSTF(requests, start))print("SCAN: ", SCAN(requests, start, direction))print("C-SCAN: ", C_SCAN(requests, start, direction))```以上是一个简单的移动臂调度算法的实现，通过给定的请求队列和起始位置，可以计算出不同调度算法下的总寻道时间。
最短寻道时间优先算法例题
最短寻道时间优先算法例题最短寻道时间优先算法（Shortest Seek Time First，SSTF）是磁盘调度算法中的一种，用于提高磁盘磁头寻道的效率。
该算法的目标是使磁头移动的距离最小化，从而减少寻道时间。
SSTF算法的工作原理如下：当需要进行磁盘寻道操作时，算法会选择距离当前磁道位置最近的磁道进行读写操作。
具体来说，算法会将请求队列中的磁道按照与当前磁道的距离进行排序，然后按照排序后的顺序进行读写操作。
当一个磁道被访问完成后，算法会更新当前磁道位置，并继续选择最近的磁道进行读写。
下面是一个SSTF算法的例题：假设磁盘上有以下请求队列：98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67当前磁头位置为53。
按照SSTF算法的原则，我们需要计算出这些请求磁道与当前磁道之间的距离，并按照距离进行排序。
53 - 98 = -4553 - 183 = -13053 - 37 = 1653 - 122 = -6953 - 14 = 3953 - 124 = -7153 - 65 = -1253 - 67 = -14根据距离的绝对值进行排序后的结果为：37, 65, 67, 14, 98, 53, 122, 124, 183按照排序后的顺序，我们依次进行读写操作。
首先访问磁道37，然后是65，67，14，98，53，122，124，183。
通过SSTF算法，我们可以看到，磁头的移动距离是最小的，从而可以减少寻道时间，提高磁盘的读写效率。
需要注意的是，SSTF算法存在一定的问题。
当请求队列中的磁道分布不均匀时，可能会出现某些磁道长时间得不到访问的情况，即产生了'饥饿'现象。
为了解决这个问题，可以采用其他的磁盘调度算法，如扫描算法（SCAN）、循环扫描算法（C-SCAN）等。
模拟实现磁盘调度算法
模拟实现磁盘调度算法磁盘调度算法是操作系统中用于确定磁盘驱动器上的读写操作顺序的一种方法。
磁盘调度算法的目标是尽量提高磁盘的利用率和性能，减少磁盘的寻道时间和旋转延迟。
在实现磁盘调度算法之前，让我们先了解一些与磁盘调度相关的概念。
1.磁盘寻道时间：磁盘读/写头从当前磁道移动到目标磁道所需的时间。
寻道时间越短，磁盘访问速度越快。
2.磁盘旋转延迟：磁盘读/写头等待目标扇区旋转到读/写位置所需的时间。
旋转延迟取决于磁盘转速，常用转速为7200转/分钟或更高。
3.请求队列：保存待执行的读/写请求的队列。
4.当前磁道位置：磁盘读/写头当前所在的磁道。
5.下一个请求：即将被执行的读/写请求。
下面我们将模拟实现三种常见的磁盘调度算法：先来先服务（FCFS）、最短寻道时间优先（SSTF）和电梯（LOOK）算法。
1.先来先服务（FCFS）算法：FCFS算法按照请求的先后顺序进行磁盘访问，即先到先服务。
当程序提交读/写请求时，请求按照提交的顺序加入到请求队列中，然后按照队列中的顺序依次执行。
这种算法简单直接，但可能导致磁盘寻道时间较长。
缺点：容易产生“响应时间过长”和“饥饿”现象。
2.最短寻道时间优先（SSTF）算法：SSTF算法每次选择与当前磁头位置最近的磁道进行磁盘访问。
算法会根据当前磁头位置和请求队列中的请求位置计算寻道时间，选择寻道时间最短的请求作为下一个请求。
这种算法可以找到离当前磁头位置最近的请求，有效减少寻道时间。
但可能会导致一些请求一直等待。
3.电梯（LOOK）算法：LOOK算法模拟了电梯的运行方式。
它按照一个方向来执行读/写请求，直到请求队列中没有该方向上的请求，然后改变运行方向，继续执行另一方向上的请求。
LOOK算法是一种比较公平的磁盘调度算法，可以减少寻道时间和旋转延迟。
在实际的磁盘调度算法实现中，我们通常需要实现请求队列的管理、寻道时间计算、磁头位置更新等功能。
可以使用队列来管理请求队列，使用寻道算法计算寻道时间，使用函数来模拟磁头位置的更新。
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。
磁盘移臂调度算法
磁盘移臂调度算法
磁盘移臂调度算法是操作系统中磁盘调度算法的一种，其作用是为了提高磁盘读写效率。
磁盘移臂调度算法的思想是尽可能地减少磁盘移臂的次数，从而提高磁盘读写效率和系统响应速度。
下面就来介绍几种比较常见的磁盘移臂调度算法。
首先是先来先服务（FCFS）算法，具体的实现方式是按照磁盘请求的顺序进行处理，先来的请求先得到服务，但是这种算法容易产生“饥饿”状态，即某些请求长时间等待得不到服务的情况。
其次是最短寻道时间优先（SSTF）算法，该算法会优先选择磁头距离当前要访问的磁道最近的那个请求进行处理，简单高效但可能导致跨度大的请求一直被忽略。
再次是扫描（SCAN）算法，它的思路是磁头按照同一方向移动，直到抵达磁盘末端，然后自动返回到另一端并继续处理其他请求，不过SCAN算法可能会造成磁盘最中心区域的请求得不到服务。
最后是循环扫描（C-SCAN）算法，它的思想是磁头在磁盘上发生扫描操作，从而按照一条直线进行磁盘的处理，当遇到磁盘末尾时立即回到磁盘起始端口，且只在往该方向转移时服务请求，可以有效地平衡请求响应时间。
总体来说，磁盘移臂调度算法在提高磁盘读写效率方面起到了重要作用。
通过优化调度算法，可以使得磁盘访问时间更加快速，也能更好地实现磁盘系统的稳定性。
操作系统课程设计-磁盘调度算法
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.3.2 实现过程中用到的数据结构1.最短寻道时间优先（SSTF）图a SSTF调度算法示例图ciidao[]={55,58,39,18,90,160,150,38,184}（可随机生成多个）用冒泡法对磁道数组进行排序用户输入当前磁道号now，比较当前返回内侧（外侧）扫描将当前磁道号与剩余没有图b SSTF算法流程示例图原磁道号随机组成的数组：cidao[]={55,58,39,18,90,160,150,38,184}；排序后的数组={18,38,39,5,58,90,150,160,184}；输入当前磁道号：now=100；3839 39 55 55 55 58 58 58 58 90 90 90 90 90 now值:100 90 58 55 39 184160 160150 150 15018 18 18 1838 38 38 3839 39 39 3955 55 55 5558 58 58 5890 90 90 90now值：18 150 160 184图c SSTF算法队列示意图(按磁道访问顺序)2.扫描（SCAN）算法图d SCAN算法示例图原磁道号随机组成的数组：cidao[]={55,58,39,18,90,160,150,38,184}；排序后的数组={18,38,39,5,58,90,150,160,184}；输入当前磁道号：now=100；选择磁道移动方向；以磁道号增加的方向移动为例：55 58 58 90 90 90 184 184 184 184 160 160 160 160 160 150 150 150 150 150 150 now值：100 150 160 184 90 58 1838 3839 39 3955 55 5558 58 5890 90 90184 184 184160 160 160150 150 150now值:55 39 38图e SCAN算法队列示意图（按磁道访问顺序）3.3 实现过程中用到的系统调用系统模块调用关系图4. 程序设计与实现4.1 最短寻道时间优先算法（SSTF ）模块4.1.1程序流程图磁盘调度算法最短寻道扫描算法退出4.1.2 程序说明算法分析①优点：相较于先来先服务算法（FCFS）有更好的寻道性能，使每次的寻道时间最短。
磁盘调度算法模拟
磁盘调度算法模拟磁盘调度算法是操作系统中用于优化磁盘寻道时间的重要技术。
在磁盘读写过程中，磁头需要进行寻道和定位，而磁盘调度算法的目标就是通过合理的调度策略，最大限度地减少寻道时间，提高磁盘的读写效率。
下面将介绍几种常见的磁盘调度算法，并进行模拟。
1.先来先服务（FCFS）算法先来先服务算法是最简单的磁盘调度算法之一，它按照进程请求的先后顺序依次进行处理，不考虑磁道位置的远近。
通过模拟一个磁盘请求队列，可以计算出FCFS算法的平均寻道长度。
以下是一个模拟FCFS算法的示例代码：```pythondef FCFS(requests, start):head = starttotal_length = 0for request in requests:total_length += abs(request - head)head = requestreturn total_length / len(requests)```2.最短寻道时间优先（SSTF）算法最短寻道时间优先算法是一种贪心算法，它每次选择离当前磁道位置最近的磁道进行访问，以降低寻道时间。
通过模拟一个磁盘请求队列，可以计算出SSTF算法的平均寻道长度。
以下是一个模拟SSTF算法的示例代码：```pythondef SSTF(requests, start):head = starttotal_length = 0while requests:min_distance = float('inf')min_index = 0for i in range(len(requests)):distance = abs(requests[i] - head)if distance < min_distance:min_distance = distancemin_index = itotal_length += min_distancehead = requests.pop(min_index)return total_length / len(requests)```3.扫描算法（SCAN）和循环扫描算法（C-SCAN）扫描算法和循环扫描算法是两种相似的磁盘调度算法，它们都是从一个磁盘边界开始，依次沿一个方向移动，直到到达磁道的最边界，然后再返回到磁道的起始位置。
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printf(" 1. 磁道请求总数2. 磁道请求序列3.-------- \n"); 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);。
最短寻找时间优先算法和电梯算法
最短寻找时间优先算法和电梯算法一、最短寻找时间优先算法1.算法简介最短寻找时间优先算法（Shortest Seek Time First，SSTF）是一种磁盘调度算法。
它的基本思想是：每次选择离当前磁头位置最近的请求进行处理，以此来减少寻道时间。
2.算法流程（1）将所有请求按照距离当前磁头位置的距离从小到大排序；（2）依次处理这些请求，计算每个请求与当前磁头位置之间的距离，并记录总的寻道距离；（3）当所有请求都被处理完毕后，输出总的寻道距离。
3.算法优点和缺点最短寻找时间优先算法具有以下优点：（1）能够尽可能地减少寻道时间，提高了系统的响应速度；（2）适合于随机访问模式下的磁盘访问。
但是，该算法也存在一些缺点：（1）容易出现饥饿现象，即某些请求可能永远得不到服务；（2）对于连续访问模式下的数据访问效率较低。
二、电梯算法1.算法简介电梯算法（Elevator Algorithm）也称为扫描算法（Scan Algorithm），是一种磁盘调度算法。
它的基本思想是：磁头按照一个方向移动，直到遇到最远的请求，然后改变方向，继续移动并处理请求。
2.算法流程（1）将所有请求按照磁道号从小到大排序；（2）将所有请求分成两个部分：在当前磁头位置之前的请求和在当前磁头位置之后的请求；（3）对于在当前磁头位置之前的请求，按照磁道号从小到大的顺序依次处理；（4）当处理完所有在当前磁头位置之前的请求后，改变移动方向，并按照磁道号从大到小的顺序依次处理在当前磁头位置之后的请求；（5）当所有请求都被处理完毕后，输出总的寻道距离。
3.算法优点和缺点电梯算法具有以下优点：（1）能够尽可能地减少寻道时间，提高了系统的响应速度；（2）适合于顺序访问模式下的数据访问。
但是，该算法也存在一些缺点：（1）容易出现饥饿现象，即某些请求可能永远得不到服务；（2）对于随机访问模式下的数据访问效率较低。
三、比较和应用1.算法比较最短寻找时间优先算法和电梯算法都是磁盘调度算法，它们的基本思想都是尽可能地减少寻道时间，提高系统的响应速度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
学号：课程设计题目磁盘移臂调度过程模拟设计--电梯算法、最短寻道时间优先算法学院计算机科学与技术学院专业班级姓名指导教师吴利军2013 年 1 月15 日课程设计任务书学生姓名：指导教师：吴利军工作单位：计算机科学与技术学院题目: 磁盘移臂调度过程模拟设计——电梯算法、最短寻道时间优先算法初始条件：1．预备内容：阅读操作系统的文件管理章节内容，理解有关文件组织形式、存储设备的概念。
2．实践准备：掌握一种计算机高级语言的使用。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1．编程序模拟磁盘调度的过程，采用指定算法，模拟并输出存取臂的移动顺序，并计算存取臂移动的磁道总数。
能够处理以下的情形：⑴可根据需要输入当前磁头的位置，磁头移动方向；⑵能够输入柱面数，磁道访问序列等参数，并能够显示调度结果（磁盘访问请求的磁道号以及磁头移动的总磁道数）。
2．设计报告内容应说明：⑴课程设计目的与功能；⑵需求分析，数据结构或模块说明(功能与框图)；⑶源程序的主要部分；⑷测试用例，运行结果与运行情况分析；⑸自我评价与总结：i）你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出色；ii）什么地方做得不太好，以后如何改正；iii）从本设计得到的收获（在编写，调试，执行过程中的经验和教训）；iv）完成本题是否有其他的其他方法（如果有，简要说明该方法）；v）对实验题的评价和改进意见，请你推荐设计题目。
时间安排：设计安排一周：周1、周2：完成程序分析及设计。
周2、周3：完成程序调试及测试。
周4、周5：验收，撰写课程设计报告。
（注意事项：严禁抄袭，一旦发现，抄与被抄的一律按0分记）指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日磁盘移臂调度过程模拟设计——电梯算法、最短寻道时间优先算法1 课程设计目的与功能操作系统课程设计，主要是在学习操作系统课程并完成操作系统各部分实验的基础上，对操作系统的整体进行一个模拟，通过实践加深对各个部分的管理功能的认识，进一步分析各个部分之间的联系，以达到对完整系统的理解。
有助于提高运用操作系统知识解决实际问题的能力；锻炼实际的编程能力及创新能力；提高调查研究、查阅技术文献、资料以及编写软件设计文档的能力。
本课程设计是通过设计一个磁盘调度模拟系统，深入理解磁盘的工作原理，从而使磁盘调度更加形象化，容易使人理解，使磁盘调度的特点更简单明了，能使使用者加深对磁盘调度算法的理解。
具体实现为，运用一门高级编程语言编写程序模拟磁盘调度的过程，采用先来先服务算法和电梯算法，模拟并输出存取臂的移动顺序，并计算存取臂移动的磁道总数。
能够处理以下的情形：(1)可根据需要输入当前磁头的位置，磁头移动方向；(2)能够输入柱面数，磁道访问序列等参数，并能够显示调度结果（磁盘访问请求的磁道号以及磁头移动的总磁道数）。
2 需求分析2.1磁盘的工作原理磁盘是最典型的直接存取设备。
磁盘设备允许文件系统直接存取磁盘上的任意物理块。
为了存取一个特定的物理块，磁头将直接移动到所要求的位置上，而不需要像顺序存取那样事先存取其他的物理块。
磁盘机各类很多，但一般由一些磁盘片组成的磁盘组组成。
其中每个磁盘片对应一个装有读写磁头的磁头臂，磁头臂上的两个读写磁头分别对磁盘片的上下两面进行读写。
系统在对磁盘进行初始化处理时，把每个磁盘片分割成一些大小相等的扇区。
在磁盘转动时经过读写磁头所形成的圆形轨迹称为磁道。
由于磁头臂可沿半径方向移动，因此，磁盘上有多条磁道。
另外，人们通常把所有磁盘片的相同磁道称为一个柱面，因此，磁盘上每个物理块的位置可以用柱面号、磁头号和扇区号表示，这些地址和物理块号一一对应。
2.2磁盘的调度算法操作系统中，对磁盘的访问要求来自多方面，常常需要排队。
这时，对众多的访问要求按一定的次序响应，会直接影响磁盘的工作效率，进而影响系统的性能。
访问磁盘的时间因子由3部分构成，它们是查找（查找磁道）时间、等待（旋转等待扇区）时间和数据传输时间，其中查找时间是决定因素。
因此，磁盘调度算法先考虑优化查找策略，需要时再优化旋转等待策略。
主要的磁盘调度算法有下面四种：(1)先来先服务算法(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后次序进行调度。
此算法的优点是公平、简单，且每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下，此算法将降低设备服务的吞吐量，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。
(2)最短寻道时间优先算法(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，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，有些请求的响应时间将不可预期。
(3)扫描算法(SCAN)，即电梯算法: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，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，自外向里移动。
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中间磁道和响应时间变化比较大的缺点，而具有最短寻道时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。
(4)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之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时，磁头立即返回到最里的欲访磁道，即将最小磁道号紧接着最大磁道号构成循环，进行扫描。
3数据结构或模块说明3.1数据结构3.2函数程序中有三个函数：void sorting( )——初始化柱面总数、磁头初始位置、磁头初始移动方向、申请访问的磁道序列。
void sstf( )——对磁盘移臂调度的最短寻道时间优先算法进行模拟，输出磁道访问序列和磁头移动的总磁道数。
void scan( )——对磁盘移臂调度的电梯算法进行模拟，输出磁道访问序列和磁头移动的总磁道数。
3.3模块框图程序分为四大模块，分别为数据初始化、访问序列排序，电梯算法调度和最短寻道时间优先算法调度，依靠sorting，scan，sstf三个函数实现。
程序总流程如下：4 源程序#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #define MAX 20int run_number; //记录实际柱面数int run[MAX]; //记录每道的磁道序列int run_jilu[MAX];int daoshu;bool FLAG_USED[MAX];int abs_LONGTH[MAX];int abs_number(int a,int b){if(a>b)return a-b;elsereturn b-a;}int cmp(const void *a,const void *b){int x=*(int *)a;int y=*(int *)b;return (x<y?-1:x>y?1:0);}//电梯算法，当flag=false向下走void SCAN(int run[],int run_jilu[],int run_begin,bool flag) {int jilu,j,i;bool flag_t=false;//如果开始位置在序列中就继续执行，否则加入其中for( i=0;i<run_number;i++){if(run_begin==run[i]){break;}}if(i==run_number){run_number+=1;run[run_number-1]=run_begin;}//快排序qsort(run,run_number,sizeof(int),cmp); for(i=0;i<run_number;i++){if(run_begin==run[i]){jilu=i;break;}}if(flag==false){j=0;for(i=jilu;i>=0;i--){run_jilu[j]=run[i];j++;}if(i<0)flag_t=true;if(flag_t=true){for(i=jilu+1;i<run_number;i++){run_jilu[j]=run[i];j++;}}daoshu=run_begin-run[0]+run[run_number-1]-run[0]; }if(flag==true){j=0;for(i=jilu;i<run_number;i++){run_jilu[j]=run[i];j++;}if(i<0)flag_t=true;if(flag_t=true){for(i=jilu-1;i>=0;i--){run_jilu[j]=run[i];j++;}}daoshu=run[run_number-1]-run_begin+run[run_number-1]-run[0]; }}//bool end_not(bool a[]){for(int i=0;i<run_number;i++){if(a[i]==false)return false;}return true;}//最短寻道时间算法void SSTF(int run[],int run_jilu[],int run_begin){int jilu,temp,flag,i,j;flag=0;run_jilu[flag]=run_begin;daoshu=0;//如果开始位置在序列中就继续执行，否则加入其中for( i=0;i<run_number;i++){if(run_begin==run[i]){break;}}if(i==run_number){run_number+=1;run[run_number-1]=run_begin;}for(i=0;i<run_number;i++){FLAG_USED[i]=false;}for(i=0;i<run_number;i++){if(run_begin==run[i]){jilu=i;break;}}FLAG_USED[jilu]=true;//当没走完时while(!end_not(FLAG_USED)){for( j=0;j<run_number;j++){abs_LONGTH[j]=abs_number(run_begin,run[j]); }for(j=0;j<run_number;j++){if(FLAG_USED[j]==false){temp=abs_LONGTH[j];break;}}for(i=0;i<run_number;i++){if(temp>abs_LONGTH[i]&&FLAG_USED[i]==false) temp=abs_LONGTH[i];}for(i=0;i<run_number;i++){if(temp==abs_LONGTH[i]&&FLAG_USED[i]==false) {run_begin=run[i];flag++;run_jilu[flag]=run_begin;FLAG_USED[i]=true;break;}}}for(flag=0;flag<run_number-1;flag++){daoshu+=abs_number(run_jilu[flag+1],run_jilu[flag]);}}int main(){int run_begin,as,at,i;bool flag;printf("请输入柱面数:");scanf("%d",&run_number);printf("请输入各道磁道数\n");for( i=0;i<run_number;i++){scanf("%d",&run[i]);}printf("请输入开始磁道数:");scanf("%d",&run_begin);printf("请选择寻道方式(1--电梯算法，2--最短寻道)");scanf("%d",&at);while(at!=1&&at!=2){printf("请选择寻道方式(1--电梯算法，2--最短寻道)");scanf("%d",&at);}if(at==1){printf("请输入走向（1--上，2——下）:");scanf("%d",&as);while(as!=1&&as!=2){printf("请输入走向（1--上，2——下）:");scanf("%d",&as);}if(as==1){flag=true;}if(as==2){flag=false;}SCAN(run,run_jilu,run_begin,flag);}if(at==2){SSTF(run,run_jilu,run_begin);}printf("走道次序:");for(i=0;i<run_number;i++){printf("%d\t",run_jilu[i]);}printf("\n走过总道数:%d\n",daoshu);system("pause");return 0;}4 自我评价与总结通过这次的课程设计，我认识到要将操作系统这门计算机专业课学好的不易——不仅仅是要把书上的基本知识学好，而且还要不断进行实践，将所学与实践操作结合起来才能更好地巩固所学，才能提高自己实践能力。