磁盘驱动调度算法中

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:

2014年6月

操作系统课程设计

一、课程设计目标

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．假设一个磁盘具有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，要求用户输入线性块号，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用户界面，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

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[MaxNumbe

实验六磁盘调度算法

1、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。

2、试验内容

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。

3、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。

4、需求分析

(1) 输入的形式和输入值的范围

算法选择

要访问的磁道数

磁道

当前磁道号

输入当前移动臂的移动的方向（第三个算法）

(2) 输出的形式

每种算法的平均寻道长度

(3)测试用例

先来先服务FCFS

最短寻道时间优先

安徽省巢湖学院计算机与信息工程学院

课程设计报告

课程名称：《操作系统》

课题名称：磁盘调度(CSCAN、N-Step-SCAN)算法模拟 专业班级： 11计本（3）班 同组姓名：程张磊、梁浩、何生飞

同组学号：11011169、11011175、11011187 联系方式： 18226926353 指导教师： 梁宝华

目 录

一、课程设计目的 ................................................................................................................................................... 1 二、课程设计内容 ................................................................................................................................................... 1

2.1、

操作系统 实 验 报 告

课程名称 实验项目名称 学号 操作系统实验 磁盘调度算法 班级 20120616 计算机科学姓名 计算机科学 学生所在学院 与技术学院 实验室名称地点

专业 与技术 指导教师 初妍 21#428 哈尔滨工程大学 计算机科学与技术学院

第六讲 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

验证性+设计性实验 4. 实验内容

（1）验证先来先服务（FCFS）磁盘调度算法； （2）验证最短寻道时间优先（SSTF）磁盘调度算法； （3）验证SSTF算法造成的线程“饥饿”现象； （4）验证扫描（SCAN）磁盘调度算法； （5）改写SCAN算法。

二、实验环境

在OS Lab实验环境的基础上，利用EOS操作系统，由汇编语言及C语言编写代码，对需要的项目进行生成、调试、查看和修改，并通

华南农业大学信息（软件）学院

《操作系统分析与设计实习》成绩单

开设时间：2014学年第一学期

小组成员、组内分工及各成员成绩 学号 姓名 分工 成绩 实验题目题目二 磁盘调度算法的模拟实现及对比 通过这次的操作系统课程设计，我懂得了许多，首先是让我对操作系统磁盘调度策略有了更加深刻的认识，自己动手操作比光看书能更加了解磁盘调度的策略和原理，同时对磁盘调度的四种算法——先来先服务算法（FCFS）、最短寻道时间优先算法（SSTF）、有了更深刻的理解和掌握，使我能够为磁盘调度选择适当的算法，提高CPU工作效率。设计过程中遇到的困难在老师和同学的帮助下顺利解决并通过了验收，我深刻认自我评价识到算法的逻辑性对程序的重要影响，算法的准确度对程序运行结果的重要影响，这对我以后在操作系统的学习中有极大帮助。也增强了我写代码的能力，尤其是设计算法有了进步，知道了时间复杂度的重要性。由于这次的课程设计是单人做的，所以也增强了独立做程序的能力。不过，通过这次课程设计，我也了解到自己有很多不足，比如在设计界面方面明显经验不足，许多地方都需要上网查询，以至于界面的简陋，代码也不够工整明了。总的来说，这次课程设计不仅提升了自己的知识和能力，还让自己知道了

江西理工大学软件学院

《计算机操作系统》实验报告

实验名称： 磁盘调度算法及模拟 姓 名： 专 业： 软件开发 学 号： 指导教师：

实验日期： 2012-11-20

江西理工大学软件学院 《计算机网络基础》 实验报告

【实验目的、要求】

（1）设计一个磁盘调度模拟程序，从而使磁盘调度算法更加形象化，容易使人理解，使磁盘调度的特点更简单明了;

（2）加深对先来先服务算法、最短寻道时间优先算法、扫描算法以及循环扫描算法等磁盘调度算法的理解；

（3）针对给定的磁盘访问序列，运行各种调度算法得出调度过程 （4）算法所需的各种参数由输入产生（手工输入或者随机数产生） 输出调度过程。 【实验环境】

WindowsXP操作系统平台及C++软件 【实验步骤】 #include #include #include using namespace std; /*1、FCFS算法*/

void FCFS(int *data,int n,int *order){ }

2

for(int i=0;i<=n;i++){ }

order[i]=data[i];

江西理工大学软件学院 《计算机网络基础》 实验报告

/*2、SSTF算法*/

void SSTF

磁盘驱动读取系统

主要内容

一、课题背景简介 二、磁盘驱动读取系统模型

一、课题背景简介

磁盘可以方便有效的存储信息。磁盘驱动 器则广泛用于从便携式计算机到大型计算 机等各类计算机中。 现代的磁盘在每厘米宽度内有多达5000个 磁道，每个磁道的宽度仅为1μm,磁盘驱动 系统对磁头的定位精度要求很高。磁头滑片 转轴 臂的转动 支撑臂

磁道a 激励电机 磁道b

图1 磁盘驱动器结构示意图

1.磁盘磁头安装结构

磁头安装在一个与手臂相连的簧片上，它 读取磁盘上各点处不同的磁通量并将信号 提供给放大器，簧片(弹性金属制成)保 证磁头以小于100nm的间隙悬浮于磁盘之 上(如图2)。电机 电机

手臂 手臂

图2 磁头安装结构图

簧片 簧片

磁头 磁头

2.磁盘控制系统原理图

磁盘驱动器读取装置的目标是要将磁头准 确定位，以便正确读取磁盘磁道上的信息。 要精确控制的变量是磁头(安装在一个滑 动簧片上)的位置。磁盘旋转速度在1800 转/分和7200转/分之间，磁头在磁盘上方 不到100nm的地方“飞行”,位置精度指 标初步定为 1μm;如有可能，我们还要进 一步做到使磁头由磁道a移动到磁道b的时 间小于50ms。

至此，我们可以给出图3所示的初步的系统 结构，该闭环系统利

磁盘驱动读取系统

主要内容

一、课题背景简介 二、磁盘驱动读取系统模型

一、课题背景简介

磁盘可以方便有效的存储信息。磁盘驱动 器则广泛用于从便携式计算机到大型计算 机等各类计算机中。 现代的磁盘在每厘米宽度内有多达5000个 磁道，每个磁道的宽度仅为1μm,磁盘驱动 系统对磁头的定位精度要求很高。磁头滑片 转轴 臂的转动 支撑臂

磁道a 激励电机 磁道b

图1 磁盘驱动器结构示意图

1.磁盘磁头安装结构

磁头安装在一个与手臂相连的簧片上，它 读取磁盘上各点处不同的磁通量并将信号 提供给放大器，簧片(弹性金属制成)保 证磁头以小于100nm的间隙悬浮于磁盘之 上(如图2)。电机 电机

手臂 手臂

图2 磁头安装结构图

簧片 簧片

磁头 磁头

2.磁盘控制系统原理图

磁盘驱动器读取装置的目标是要将磁头准 确定位，以便正确读取磁盘磁道上的信息。 要精确控制的变量是磁头(安装在一个滑 动簧片上)的位置。磁盘旋转速度在1800 转/分和7200转/分之间，磁头在磁盘上方 不到100nm的地方“飞行”,位置精度指 标初步定为 1μm;如有可能，我们还要进 一步做到使磁头由磁道a移动到磁道b的时 间小于50ms。

至此，我们可以给出图3所示的初步的系统 结构，该闭环系统利

操作系统实验

实验一 进程调度

一、 实验目的

多道程序设计中，经常是若干个进程同时处于就绪状态，必须依照某种策略来决定那个进程优先占有处理机。因而引起进程调度。本实验模拟在单处理机情况下的处理机调度问题，加深对进程调度的理解。 二、 实验要求 1． 设计进程调度算法，进程数不定 2． 包含几种调度算法，并加以实现 3． 输出进程的调度过程——进程的状态、链表等。 三、 参考例

1．题目——优先权法、轮转法 简化假设 1） 进程为计算型的（无I/O） 2） 进程状态：ready、running、finish 3） 进程需要的CPU时间以时间片为单位确定 2．算法描述 1） 优先权法——动态优先权

当前运行进程用完时间片后，其优先权减去一个常数。 2） 轮转法

四、 实验流程图

开始

键盘输入进程数n，和调度方法的选择

N

优先权法？ 轮转法 Y 产生n个进程，对每个进程产生一个PCB，并用随机数产生进程的优先权及进程所需的CPU时间 按优先权大小，把n个进程拉成一个就绪队列 初始化其他数据结构区 链首进程投入运行 时间片到，进程所需的CPU时间减1，优先权减3，输出个进程的运行情况 N 所需的CPU时间=0？ 将进程插入就绪队列 Y 撤销进程