操作系统课程设计-磁盘调度模拟

-1-目录1.需求分析.....................................................................................................................................22.数据结构的设计..........................................................................................................................22.1函数介绍............................................................................................................................23.程序概要设计内容.......................................................................................................................23.1磁盘调度...........................................................................................................................23.1.1先来先服务（FCFS）.........................................................................................23.1.2最短时间优先算法...............................................................................................33.1.3扫描（SCAN）调度算法....................................................................................33.1.4循环扫描（CSCAN）算法.................................................................................34.程序详细设计及流程图...............................................................................................................44.1系统流程图.......................................................................................................................44.2先来先服务(FCFS)...........................................................................................................44.3最短寻道时间优先(SSTF)...............................................................................................54.4扫描算法(SCAN)...............................................................................................................54.5循环扫描(CSCAN)算法.....................................................................................................75.功能模块描述及使用说明...........................................................................................................85.1先来先服务调度(FCFS).................................................................................................85.2最短寻道时间优先调度(SSTF).....................................................................................85.3扫描调度算法(SCAN)....................................................................................................95.4循环扫描算法(CSCAN)................................................................................................106.心得体会及结束语.....................................................................................................................117.参考文献.....................................................................................................................................11附源代码.........................................................................................................................................12-2-1.需求分析操作系统的任务之一就是有效的使用硬件。对于磁盘驱动器，满足这一要求意味着要有较快的访问速度和较宽的磁盘带宽。访问时间包括两个主要部分：寻道时间，旋转延迟。磁盘带宽是所传递的总的字节数除以从服务请求开始到最后传递结束时的总时间。可以通过使用好的访问顺序来调度磁盘I/O请求，提高访问速度和宽度。本程序模拟四种磁盘调度算法：先来先服务调度(FCFS)，最短寻道时间优先调度(SSTF)，扫描调度算法(SCAN)，循环扫描算法(CSCAN)。并通过比较，了解各种算法的优缺点。2.数据结构的设计2.1函数介绍Hand:当前磁道号;DiscLine[10]:随机生成的磁道号;voidSetDI(intDiscL[])生成随机磁道号算法;voidCopyL(intSour[],intDist[],intx)数组Sour复制到数组Dist，复制到x个数（四）详细设计;voidDelInq(intSour[],intx,inty)数组Sour把x位置的数删除,x后的数组元素向前挪一位.voidPaiXu()寻道长度由低到高排序voidFCFS(intHan,intDiscL[])先来先服务算法(FCFS)voidSSTF(intHan,intDiscL[])最短寻道时间优先算法(SSTF)intSCAN(intHan,intDiscL[],intx,inty)扫描算法(SCAN)voidCSCAN(intHan,intDiscL[])循环扫描算法(CSCAN)3.程序概要设计内容3.1磁盘调度在多道程序设计的计算机系统中，各个进程可能会不断提出不同的对磁盘进行读/写操作的请求。由于有时候这些进程的发送请求的速度比磁盘响应的还要快，因此我们有必要为每个磁盘设备建立一个等待队列。3.1.1先来先服务（FCFS）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。-3-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。3.1.2最短时间优先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。3.1.3扫描（SCAN）调度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。3.1.4循环扫描（CSCAN）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。-4-4.程序详细设计及流程图4.1系统流程图：4.2先来先服务(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。先来先服务算法（FCFS）流程图：结束开始All=0，k=9All=Han-Rline[0]i=9Temp=Rline[0]-Rline[1]Temp=0Temp=（-Temp）All=Temp+All;DelInq(RLine,0,k);k--;Best[Jage][1]=All;Best[Jage][0]=1Jage++;Aver=((float)All)/10;printf(\n+移动磁道数:%5d,All);printf(\n+平均寻道长度:*%0.2f*,Aver);Temp=Temp-5-4.3最短寻道时间优先(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。最短寻道时间优先流程图：开始All=0，k=9i=0;i=9;i++Min=64000j=kRLine[j]HanTemp=RLine[j]-HanTempMinMin=Temp；h=jAll=All+Min;printf(%5d,RLine[h]);Han=RLine[h];DelInq(RLine,h,k);k--;Temp=Han-RLine[j]Best[Jage][1]=All;Best[Jage][0]=2;Jage++Aver=((float)All)/10printf(\n+移动磁道数:%5d,All);printf(\n+平均寻道长度:*%0.2f*,