操作系统课程设计-磁盘调度算法程序设计.doc

成绩

课程设计报告
题目磁盘调度算法程序设计
课程名称操作系统课程设计
院部名称信息技术学院
专业计算机科学与技术
班级 09级计算机科学与技术(2)
学生姓名
学号
课程设计地点 A206
课程设计学时 20
指导教师
金陵科技学院教务处制
一、课程设计的目的和要求
磁盘是经常使用的一种重要的外设,对磁盘数据的寻道时间的长短直接影响机器的整体运行速度,本设计要求用C语言(或高级语言)编写程序模拟实现磁盘调度的常用算法。以加深对磁盘调度常用算法的理解和实现技巧。
编程序实现下述磁盘调度算法,并求出每种算法的平均寻道长度,要求设计主界面以灵活选择某算法,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)
二、课程设计环境要求
1、硬件环境
Lenovo 计算机,Intel® Pentium® Dual E2180 ***@
,
2、软件环境
Microsoft Visual Studio ,Microsoft Office软件,
Microsoft Windows XP系统。
三、设计任务介绍及系统需求分析
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。
四、概要设计
系统主界面可以灵活选择某种算法,算法包括:先来先服务算法(FCFS)、最短寻道时间优先算法(SSTF)、扫描算法(SCAN)。
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)
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。
本系统划分为三个模块:先来先服务算法模块void FCFS(int array[],int m)、最短寻道时间优先算法模块void SSTF(int array[],int m)、扫描算法模块void SCAN(int array[],int m)
系统模块调用关系图:
磁盘调度模拟系统
退
出
先
来
先
服
务
算
法
最
短
寻
道
时
间
优
先
扫
描
算
法
五、详细设计
1、功能模块设计
(1) 先来先服务算法模块:void FCFS(int cidao[],int m)
输入磁道号,按先来先服务的策略输出磁盘请求序列,求平均寻道长度,输出移动平
均磁道数。
主要代码:now=printnow(); //输入当前磁道号
cout<<"磁盘扫描序列为:";
for( i=0;i<m;i++) //输出磁盘扫描序列
{
cout<<cidao[i]<<" ";
}
for(i=0,j=1;j<m;i++,j++) //求平均寻道长度
{
sum+=abs(cidao[j]-cidao[i]);
ave=(float)(sum)/(float)(m);
}
FCFS算法流程图:
输入磁道号
求平均寻道长度