磁盘调度算法

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磁盘调度算法实验报告

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磁盘调度算法一．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.实验内容：1）准备实验，创建一个EOS Kernel项目；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）验证扫描（SCAN）磁盘调度算法；6）改写SCAN算法；7）编写循环扫描（CSCAN）磁盘调度算法；8）验证SSTF、SCAN及CSCAN算法中的“磁臂粘着”现象；9）编写N-Step-SCAN磁盘调度算法。

二．实验环境操作系统：windows XP编译器：Tevalaton OS Lab语言：C三．实验过程1.设计思路和流程图：SCAN算法流程图：SSTF算法的流程图：CSACN流程图：N-STEP-SCAN算法调度：Array2.实验过程：1）新建一个EOS Kernel 项目；2）在sysproc.c 文件中找到控制台命令“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，流程图如下：4）生成项目，启动调试，待EOS 启动完毕，在EOS 控制台中输入命令“ds”后按回车；在EOS 控制台中会首先显示磁头的起始位置是10 磁道，然后按照线程被阻塞的顺序依次显示线程的信息（包括线程ID 和访问的磁道号）。

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。

操作系统有哪些主要调度算法

操作系统有哪些主要调度算法操作系统调度算法一、磁盘调度1.先来先服务fcfs：是按请求访问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2.最短一般说来时间优先sstf：使距当前磁道最近的命令访问者启动磁盘驱动器，即是使查找时间最短的那个作业先继续执行，而不考量命令访问者到来的先后次序，这样就消除了先来先服务调度算法中磁臂移动过小的问题3.扫描算法scan或电梯调度算法：总是从磁臂当前位置开始，沿磁臂的移动方向去选择离当前磁臂最近的那个柱面的访问者。

如果沿磁臂的方向无请求访问时，就改变磁臂的移动方向。

在这种调度方法下磁臂的移动类似于电梯的调度，所以它也称为电梯调度算法。

4.循环读取算法cscan：循环读取调度算法就是在读取算法的基础上改良的。

磁臂改成单项移动，由外向里。

当前边线已经开始沿磁臂的移动方向回去挑选距当前磁臂最近的哪个柱面的访问者。

如果沿磁臂的方向并无命令出访时，再返回最外，出访柱面号最轻的作业命令。

操作系统调度算法二、进程调度算法1.先进先出算法fifo：按照进程步入准备就绪队列的先后次序去挑选。

即为每当步入进程调度，总是把准备就绪队列的队首进程资金投入运转。

2.时间片轮转算法rr：分时系统的一种调度算法。

轮转的基本思想是，将cpu的处理时间划分成一个个的时间片，就绪队列中的进程轮流运行一个时间片。

当时间片结束时，就强迫进程让出cpu，该进程进入就绪队列，等待下一次调度，同时，进程调度又去选择就绪队列中的一个进程，分配给它一个时间片，以投入运行。

3.最低优先级算法hpf：进程调度每次将处理机分配给具备最低优先级的准备就绪进程。

最低优先级算法可以与相同的cpu方式融合构成可以抢占市场式最低优先级算法和不容抢占市场式最低优先级算法。

4.多级队列反馈法：几种调度算法的结合形式多级队列方式。

操作系统调度算法三、常用的批处理作业调度算法1.先来先服务调度算法fcfs:就是按照各个作业进入系统的自然次序来调度作业。

第五章_磁盘移臂调度算法

例1：假定某移动磁盘上，处理了访问56号柱面的请求后，现在正在70号柱面上读信息，目前有下面的请求访问磁盘柱面的序列： 73, 68, 100, 120, 60, 108, 8, 50 请写出下列各小题的响应的次序及移动的柱面数。 ⑴用最短查找时间优先算法 ⑵电梯调度算法解： ⑴ 用SSTF，响应的次序为 70、68、73、60、50、8、100、108、120 移动的柱面数：2+5+13+10+42+92+8+12=184 ⑵ 用电梯调度算法，响应的次序为 70、73、100、108、120、68、60、50、8 移动的柱面数：3+27+8+12+52+8+10+42=162
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
当前磁道=100
例：假定磁盘共有40个柱面，当前磁头正在第11道服务，等待服务的进程有6个，它们请求的柱面分别是：1, 36, 16, 34, 9 和 12 (以请求时间先后为序)。
按FCFS算法：移动为：11 1 36 16 34 9 12 总移动柱面数：10+35+20+18+25+3 = 111
5.4.1 磁盘移臂调度
磁盘是对被多个进程共享的设备。当有多个进程都请求访问磁盘时，应采用一种适当的调度算法，以使各进程对磁盘的平均访问（主要是寻道）时间最小。由于在访问磁盘的时间中、主要是寻道时间，因此，磁盘调度的目标应是使磁盘的平均寻道时间最少。常用的磁盘调度算法有： ⑴ 先来先服务； ⑵ 最短寻道时间优先； ⑶ 扫描算法； ⑷ 循环扫描算法等．
按按此策略完成这组I/O操作需移动磁头的总距离为642 磁道。

磁盘调度的实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 理解磁盘调度算法的基本原理和重要性。

2. 掌握几种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）、扫描（SCAN）和循环扫描（C-SCAN）算法。

3. 通过模拟实验，分析不同磁盘调度算法的性能差异。

4. 优化磁盘调度策略，提高磁盘访问效率。

二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：Python3.83. 磁盘调度算法模拟库：PyDiskScheduling三、实验内容1. FCFS算法：模拟实现先来先服务算法，按照请求顺序访问磁盘。

2. SSTF算法：模拟实现最短寻道时间优先算法，优先访问距离当前磁头最近的请求。

3. SCAN算法：模拟实现扫描算法，磁头从0号磁道开始向0号磁道移动，访问所有请求，然后返回到0号磁道。

4. C-SCAN算法：模拟实现循环扫描算法，与SCAN算法类似，但磁头在到达末尾磁道后返回到0号磁道。

四、实验步骤1. 导入PyDiskScheduling库。

2. 创建一个磁盘调度对象，指定磁头初始位置、请求序列和调度算法。

3. 运行调度算法，获取磁头移动轨迹和访问时间。

4. 分析算法性能，包括磁头移动次数、平均访问时间和响应时间等。

五、实验结果与分析1. FCFS算法：在请求序列较短时，FCFS算法表现较好。

但随着请求序列长度增加，磁头移动次数和访问时间明显增加。

2. SSTF算法：SSTF算法在请求序列较短时表现最佳，平均访问时间和响应时间较低。

但当请求序列较长时，算法性能下降，磁头移动次数增加。

3. SCAN算法：SCAN算法在请求序列较短时性能较好，但随着请求序列长度增加，磁头移动次数和访问时间逐渐增加。

与SSTF算法相比，SCAN算法在请求序列较长时性能更稳定。

4. C-SCAN算法：C-SCAN算法在请求序列较短时表现较好，但随着请求序列长度增加，磁头移动次数和访问时间逐渐增加。

与SCAN算法相比，C-SCAN算法在请求序列较长时性能更稳定，且磁头移动次数更少。

磁盘磁头驱动调度算法

磁盘磁头驱动调度算法
磁盘磁头驱动调度算法是指计算机操作系统用于管理磁盘访问的一种算法，目的是优化数据的读写效率，尽可能地减少磁头移动和等待时间，提高磁盘访问的速度和效率。

常用的磁盘磁头驱动调度算法有以下几种：1.先来先服务（FCFS）：按请求顺序存取磁盘数据。

2.最短寻道时间优先（SSTF）：每次选择距离磁头当前位置最近的请求进行访问。

3.扫描算法（SCAN）：沿磁道移动磁头，扫描跨越磁头当前位置的请求进行访问。

4.循环扫描算法（C-SCAN）：与扫描算法类似，但磁头到达磁盘边缘后不返回，而是直接返回磁盘另一端。

5.基于最近未使用（LRU）：选择最近正在使用的请求进行访问。

不同的磁盘磁头驱动调度算法有不同的适用场景，具体应根据实际情况选择合适的算法。

例如，FCFS方法简单易行且公平，但可能会导致请求等待时间过长；SSTF方法能够优先处理短距离请求以减少磁盘寻道时间，但可能会产生较大的请求延迟。

因此，在进行磁盘访问调度时需要综合考虑多种因素，选择合适的算法以达到最优的性能。

磁盘驱动调度算法

磁盘驱动调度算法磁盘驱动调度算法是操作系统中的一种重要机制，用于决定磁盘上的数据访问顺序，提高磁盘的读写效率。

在计算机系统中，磁盘是一种主要的存储介质，而磁盘驱动调度算法则是决定计算机系统如何合理地利用磁盘资源的关键。

磁盘驱动调度算法的目标是通过合理地安排磁盘上的数据访问顺序，最大限度地提高磁盘的读写效率。

在实际应用中，磁盘上的数据往往是分散存储的，即不同的文件、目录等数据被存储在不同的磁盘块中。

因此，当系统需要读取或写入某个文件时，需要将磁头移动到相应的磁道上，然后再进行数据的读取或写入操作。

而磁盘驱动调度算法的任务就是决定磁头的移动顺序，从而提高磁盘的访问效率。

常见的磁盘驱动调度算法有先来先服务（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）等。

下面将逐一介绍这些算法的特点和应用场景。

1. 先来先服务（FCFS）算法：该算法按照磁盘请求的先后顺序进行调度，即先到达磁盘的请求先被服务。

这种算法简单直接，但由于没有考虑磁盘的物理结构和磁头的移动距离等因素，可能会导致磁盘的平均寻道时间较长。

2. 最短寻道时间优先（SSTF）算法：该算法会选择离当前磁道最近的请求进行服务，从而减少磁头的移动距离，提高磁盘的读写效率。

然而，这种算法可能会出现饥饿现象，即某些请求长时间得不到服务。

3. 电梯调度算法（SCAN）：该算法模拟了电梯的运行过程，磁头按照一个方向移动，直到到达磁盘的边界，然后改变方向继续移动。

这种算法能够有效地减少磁头的移动次数，提高磁盘的读写效率。

但由于磁头只能按照一个方向移动，可能会导致某些请求长时间得不到服务。

4. 循环扫描算法（C-SCAN）：该算法是电梯调度算法的一种改进，磁头按照一个方向移动，直到到达磁盘的边界，然后立即返回到起始位置，继续移动。

这种算法能够有效地减少磁头的移动距离，提高磁盘的读写效率。

不同的磁盘驱动调度算法适用于不同的应用场景。

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。

sstf调度算法

sstf调度算法
SSTF调度算法是一种磁盘调度算法，它的全称是Shortest Seek Time First，即最短寻道时间优先。

这种算法的核心思想是优先选择距离当前磁头位置最近的磁道进行访问，以此来减少寻道时间，提高磁盘的访问效率。

在SSTF调度算法中，磁盘访问请求会被按照它们所在的磁道位置进行排序，然后按照距离当前磁头位置最近的磁道进行访问。

这种算法的优点是可以最大限度地减少寻道时间，从而提高磁盘的访问效率。

但是，它也存在一些缺点，比如可能会导致一些磁道长时间得不到访问，从而影响整个系统的性能。

SSTF调度算法的实现比较简单，只需要维护一个请求队列，然后按照磁道位置进行排序，每次选择距离当前磁头位置最近的磁道进行访问即可。

在实际应用中，SSTF调度算法通常会与其他调度算法结合使用，以达到更好的性能。

总的来说，SSTF调度算法是一种比较优秀的磁盘调度算法，它可以最大限度地减少寻道时间，提高磁盘的访问效率。

但是，在实际应用中，我们需要根据具体的情况选择合适的调度算法，以达到更好的性能。

磁盘的调度算法

实验七磁盘的调度算法一.实验要求设计五个算法,分别是先来先服务算法,最短寻道时间优先算法,扫描(SCAN)算法,循环扫描(CSCAN)算法,NStepSCAN算法.由人工输入当前的磁道数,由系统随即生成要访问的磁道.二、开发环境操作系统:Rad Hat Linux ,开发环境:C语言.三、分析设计（一）实验原理.磁盘是可被多个进程共享的设备。

当有多个进程都请求访问磁盘时，应采用一种适当的调度算法，以使各进程对磁盘的平均访问(主要是寻道)时间最小。

由于在访问磁盘的时间中，主要是寻道时间，因此，磁盘调度的目标应是使磁盘的平均寻道时间最少。

(1) 先来先服务．(First-Come，First-Served，FCFS):这是一种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。

但此算法由于未对寻道进行优化，致使平均寻道时间可能较长。

(2) 最短寻道时间优先(ShortestSeekTimeFirst，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，但这种调度算法却不能保证平均寻道时间最短。

(3) 扫描(SCAN)算法:SCAN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，SCAN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。

(4) 循环扫描(CSCAN)算法:处理该进程的请求，致使该进程的请求被严重地推迟。

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";}。

[整理]操作系统的三大调度机制及算法

[整理]操作系统的三⼤调度机制及算法⽬录操作系统的三⼤调度机制，分别是「进程调度/页⾯置换/磁盘调度算法」。

进程调度算法进程调度算法也称 CPU 调度算法，毕竟进程是由 CPU 调度的。

当 CPU 空闲时，操作系统就选择内存中的某个「就绪状态」的进程，并给其分配 CPU。

什么时候会发⽣ CPU 调度呢？通常有以下情况：1. 当进程从运⾏状态转到等待状态；2. 当进程从运⾏状态转到就绪状态；3. 当进程从等待状态转到就绪状态；4. 当进程从运⾏状态转到终⽌状态；其中发⽣在 1 和 4 两种情况下的调度称为「⾮抢占式调度」，2 和 3 两种情况下发⽣的调度称为「抢占式调度」。

⾮抢占式的意思就是，当进程正在运⾏时，它就会⼀直运⾏，直到该进程完成或发⽣某个事件⽽被阻塞时，才会把 CPU 让给其他进程。

⽽抢占式调度，顾名思义就是进程正在运⾏的时，可以被打断，使其把 CPU 让给其他进程。

那抢占的原则⼀般有三种，分别是：时间⽚原则、优先权原则、短作业优先原则。

你可能会好奇为什么第 3 种情况也会发⽣ CPU 调度呢？假设有⼀个进程是处于等待状态的，但是它的优先级⽐较⾼，如果该进程等待的事件发⽣了，它就会转到就绪状态，⼀旦它转到就绪状态，如果我们的调度算法是以优先级来进⾏调度的，那么它就会⽴马抢占正在运⾏的进程，所以这个时候就会发⽣ CPU 调度。

那第 2 种状态通常是时间⽚到的情况，因为时间⽚到了就会发⽣中断，于是就会抢占正在运⾏的进程，从⽽占⽤ CPU。

调度算法影响的是等待时间（进程在就绪队列中等待调度的时间总和），⽽不能影响进程真在使⽤ CPU 的时间和 I/O 时间。

接下来，说说常见的调度算法：1. 先来先服务调度算法2. 最短作业优先调度算法3. ⾼响应⽐优先调度算法4. 时间⽚轮转调度算法5. 最⾼优先级调度算法6. 多级反馈队列调度算法先来先服务调度算法最简单的⼀个调度算法，就是⾮抢占式的先来先服务（First Come First Severd, FCFS）算法了。

磁盘调度实验报告

磁盘调度实验报告一、实验目的1.掌握磁盘调度算法的基本原理和思想；2.理解磁盘调度算法的性能指标及其关系；3.利用实验验证各种磁盘调度算法的性能差异。

二、实验原理磁盘调度算法是操作系统中用来调度磁盘的读写操作的一种方法。

磁盘访问的时间主要包括寻道时间、旋转延迟和数据传输时间。

磁盘调度算法的目标是尽可能减少磁头的移动和等待时间，提高磁盘的访问效率。

常用的磁盘调度算法有先来先服务（FCFS）、最短寻找时间优先（SSTF）、电梯扫描（SCAN）和循环扫描（CSCAN）等。

FCFS算法就是按照请求的先后顺序进行访问，即先来的请求先执行。

SSTF算法每次选择最短寻找时间的磁道进行访问，减少了寻道时间。

SCAN算法则是磁头按照一个方向进行扫描，直到扫描到磁盘的一侧，然后改变方向继续扫描。

CSCAN算法是类似于SCAN算法，只是当扫描到磁盘的一侧时，直接跳到另一侧进行扫描。

这些算法各有优缺点，适用于不同的场景和需求。

三、实验过程1.实验环境搭建：选择一台计算机作为实验机器，安装操作系统和相应的磁盘调度算法软件；2.实验数据准备：生成一组磁道访问的请求序列，包括请求的磁道号和读写操作；3.实验数据输入：将生成的请求序列输入到磁盘调度软件中，选择不同的调度算法进行模拟；4.实验结果记录：记录各种调度算法的磁头移动次数和平均访问时间；5.实验数据分析：根据实验结果进行数据分析，比较各种算法的性能差异。

四、实验结果分析根据实验数据进行结果分析，比较不同调度算法的性能差异。

以磁头移动次数和平均访问时间为评价指标，可以看出不同算法对磁盘访问的影响。

在一些情况下，可能一些算法的磁头移动次数更少，但平均访问时间可能并不是最低的，需要综合考虑多个因素。

根据实验结果可以发现，FCFS算法的磁头移动次数和平均访问时间相对较高，因为它只按照请求的先后顺序进行访问，没有考虑磁道之间的距离。

SSTF算法在减少磁头移动次数和平均访问时间方面有一定的优势，因为它每次选择最短寻找时间的磁道进行访问。

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。