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操作系统课程设计报告 磁盘调度算法

操作系统课程设计报告 磁盘调度算法
操作系统课程设计报告 磁盘调度算法

华南农业大学数学与信息学院(软件学院)

《操作系统分析与设计实习》成绩单

开设时间:2015学年第一学期

一、需求分析

(1)输入的形式和输入值的范围:

在文本框输入序列长度,输入值为int类型

(2)输出的形式:

输出每种磁盘调度算法的服务序列;

输出每种算法的平均寻道长度。

(3)程序所能达到的功能:

模拟实现FCFS、SSTF、SCAN、C-SCAN 算法,并计算及比较磁头移动道数。(4)测试数据:

包括正确的输入及其输出结果和含有错误的输入及其输出结果:

二、概要设计

1)主程序流程图:

输出随机生成

400个磁道号序

主菜单选择算法

开始

FCFS SSTF

SCAN

C-SCAN 结束

(2)各程序模块之间的调用关系

磁头初始位置输入及

合法性检查

冒泡排序算法

由外向内输出磁道序列

由内向外输出磁道序列

由当前位置向内再向

输出磁道序列由当前位置向外再向

输出磁道序列

由当前位置向内再由

外向内输出磁道序列由当前位置向外再由

内向外输出磁道序列

就近选择

主函数

FCFS

SSFT

SCAN

C-SCAN

三、详细设计

1)各操作伪码算法

(1)实现磁头初始位置的输入并进行合法性检查

int printstarter()//磁头初始位置输入

{

输入:磁头初始位置;

if输入小于0或大于1500

{

输出:"输入数据类型有误,请重新输入!"<

重新输入

}

Else 返回合法的磁头初始位置

}

(2)冒泡排序算法

int *bubble//冒泡排序算法

{

for 从数组的第一个元素开始重复

{

依次和后续元素表较大小;

If后面元素大于当前元素

交换数值;

}

输出排序后的数组;

返回数组;

}

(3)int out_to_in//由磁道最外向内输出磁道序列

{

for 从最外磁道开始

{

依次输出磁道号;

当前磁道号与磁头初始未至的绝对值求和;

磁头初始位置=当前磁道号;

}

返回绝对值之和;

}

(4)int in_to_out//由磁道最内向外输出磁道序列{

for 从最内磁道开始

{

依次输出磁道号;

当前磁道号与磁头初始未至的绝对值求和;

磁头初始位置=当前磁道号;

}

返回绝对值之和;

}

(5)int out_to_in_to_out//先由当前位置向内再向外{

找到小于等于磁头初始位置的磁道

for由该磁道开始

{

向内依次输出磁道号;

当前磁道号与磁头初始未至的绝对值求和;

}

for由该磁道的外侧磁道开始

{

向外依次输出磁道号;

当前磁道号与磁头初始未至的绝对值求和;

}

返回绝对值之和;

}

(6)int in_to_out_to_in//先由当前位置向外再向内{

找到大于等于磁头初始位置的磁道

for由该磁道开始

{

向外依次输出磁道号;

当前磁道号与磁头初始未至的绝对值求和;

}

for由该磁道的内侧磁道开始

{

向内依次输出磁道号;

当前磁道号与磁头初始未至的绝对值求和;

}

返回绝对值之和;

}

(7)int out_to_in_twice由当前磁道向内再从最外向内

{

找到小于等于磁头初始位置的磁道;

for由该磁道开始

{

向内依次输出磁道号;

当前磁道号与磁头初始未至的绝对值求和;

}

for由最外侧磁道开始

{

向内依次输出磁道号直到小于等于初始位置的磁道的外侧一个磁道;

当前磁道号与磁头初始未至的绝对值求和;

}

返回绝对值之和;

}

(8)int in_to_out_twice由当前磁道向外再从最内向外

{

找到大于等于磁头初始位置的磁道

for由该磁道开始

{

向内依次输出磁道号;

当前磁道号与磁头初始未至的绝对值求和;

}

for由最内侧磁道开始

{

向外依次输出磁道号直到小于等于初始位置的磁道的内侧一个磁道;

当前磁道号与磁头初始未至的绝对值求和;

}

返回绝对值之和;

}

(9)int nearest_select就近选择

{

找到大于磁头初始位置的磁道;

while初始位置内侧差绝对值更小

{输出内侧磁道号;

绝对值差求和;

初始位置更新为当前磁道号;

}

while 初始位置外侧绝对值差更小

{

输出外侧磁道号;

绝对值差求和;

初始位置更新为当前磁道号;

}

}

If已到达最内侧未到达最外侧

{

if内侧绝对值差更小

{

输出最内侧磁道号;

绝对差值求和;

初始位置更新;

while 向外侧依次输出磁道号直到到达最外侧

{

绝对差值求和;

更新初始位置;

}

}

else外侧绝对值差更小

{

While向外侧依次输出磁道号直到到达最外侧

{

绝对差值求和;

更新初始位置;

}

输出最内侧磁道号;

绝对差值求和;

更新初始位置;

}

}

if 已到达最外侧未到达最内侧

{

If外侧绝对值更小

{

输出最外侧磁道号;

绝对差值求和;

更新初始位置;

while向内依次输出磁道号

{

绝对差值求和;

更新初始位置;

}

}

else

{

while 向内依次输出磁道号

{

绝对差值求和;

更新初始位置;

}

输出最外侧磁道号;

绝对值差求和;

更新初始位置;

}

}

if均到达最内侧和最外侧

{

if 外侧差绝对值更小

{

输出最外侧磁道号并绝对值差求和;

输出最内侧磁道号并绝对值差求和;

}

else

{

输出最内侧磁道号并绝对值差求和;

输出最外侧磁道号并绝对值差求和;

}

}

求总和并返回;

}

(10)void FCFS算法

{

输出磁盘请求序列为;

按照磁盘请求序列依次输出磁盘扫描序列;

当前磁道号与磁头初始未至的绝对值求和;

求平均值;

输出平均寻道长度;}

(11)void SSTF算法

{

if序列中最大的磁道号小于磁头初始位置

{

调用out_to_in直接由外向内;

}

if 序列中最小的磁道号大于磁头初始位置

{

调用in_to_out直接由内向外;

}

If 磁头初始位置为中间值

{

调用就近选择算法;

}

求均值;

输出平均寻道时间;

}

(12)void SCAN算法

{

输入:磁臂移动方向(1:向外,0:向内);

if 序列中最大的磁道号小于磁头初始位置

{

调用out_to_in直接由外向内;

}

if序列中最小的磁道号大于磁头初始位置

{

调用in_to_out直接由内向外;

}

if 初始磁头位置为中间值

{

if 磁臂方向向内

{

调用out_to_in_to_out;

}

if 磁臂方向向外

{

调用n_to_out_to_in;

}

}

求均值;

输出平均寻道时间;}

(13)Viod C-SCAN算法

{

请输入磁臂移动方向(1:向外,0:向内);

if 序列中最大磁道号小于等于磁头初始位置{

if磁臂方向向内

{

调用out_to_in;

}

if磁臂方向向外

{

调用in_to_out;

}

}

if 序列中最大磁道号大于等于磁头初始位置

{

if磁臂方向向内

{

调用out_to_in;

}

if磁臂方向向外

{

调用in_to_out;

}

}

if初始磁头位置为中间值

{

if (磁臂方向向内

{

调用out_to_in_twice;

}

if 磁臂方向向外

{

调用in_to_out_twice);

}

}

求均值;

输出平均寻道时间;

}

(14)主函数

int main()

{

随机生成200个0~499的磁道序列并输出;随机生成100个500~999的磁道序列并输出;

随机生成100个1000~1500的磁道序列并输出;

输出:主菜单;

输入:用户选择并进行合法性检查

switch (用户选择)

{

case 1:调用FCFS();

case 2:调用SSTF()

case 3:调用SCAN()

case 4:调用C-SCAN()

case 5:退出

}

}

2)函数的调用关系图

四、调试分析

1)调试过程中遇到的问题以及对设计与实现的讨论和分析:(1)随机生成400个磁道号序列:使用rand()函数,对于:

50%位于 0~499,

25%分布在 500~999,

25%分布在 1000~1499,采用如下方法解决:

track[i] = (rand() % 500);

track[i] = (rand() % 500)+500;

track[i] = (rand() % 500)+1000;

(2)通过对每一行的输出设置断点判断问题出现在哪里,把出问题的地方缩小到一定范围,然后解决问题,如若解决不出则上网查询。算法部分SSTF算法实现的比较复杂,时间复杂度较高。

2)算法的时间复杂性(包括基本操作和其他算法的时间复杂性的分析)和改进设想:

(1)FCFS算法:时间复杂度为O(n),一重循环,算法比较简单;

(2)SSTF算法:时间复杂度为O(n^2),二重循环,算法较为复杂;

(3)SCAN算法:时间复杂度为O(n);

(4)C-SCAN算法:时间复杂度为O(n);

3)设计过程的经验和体会:

设计过程必须要按照自顶向下的结构化设计方法,各个模块要很清晰的体现,并且要考虑时间复杂度。整个程序的结构是很清晰的,首先在0~1500的范围内随机生成400个磁道号序列,接着是主菜单选择要使用的算法,各个算法的结构通过调用不同的输出磁道序列函数来实现,并进行绝对值的求和以及平均值的计算。

五、用户使用说明

1)按照菜单输入选择何种算法在1~5之间;

2)输入磁头初始位置在0~1500之间;

3)输入磁臂方向,1:向外,0:向内;

六、测试与运行结果

1)初始界面,产生400个随机序列,选择算法:

2)FSFC算法:

3)SSTF算法:

4)SCAN算法:

(1)最小磁道号大于等于初始磁头位置,测试与运行结果:输出请求序列、平均寻道时间:

(2)最大磁道号小于等于磁头初始位置,测试与运行结果:输出请求序列、平均寻道时间:

(3)方向0,磁头初始位置为中间值,测试与运行结果:输出请求序列、平均寻道时间:

(4)方向1,磁头初始位置为中间值,测试与运行结果:输出请求序列、平均寻道时间:

操作系统课程设计

课程设计报告 2015~2016学年第一学期 操作系统综合实践课程设计 实习类别课程设计 学生姓名李旋 专业软件工程 学号130521105 指导教师崔广才、祝勇 学院计算机科学技术学院 二〇一六年一月

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一、概述 一个目录文件是由目录项组成的。每个目录项包含16B,一个辅存磁盘块(512B)包含32个目录项。在目录项中,第1、2字节为相应文件的外存i节点号,是该文件的内部标识;后14B为文件名,是该文件的外部标识。所以,文件目录项记录了文件内、外部标识的对照关系。根据文件名可以找到辅存i节点号,由此便得到该文件的所有者、存取权、文件数据的地址健在等信息。UNIX 的存储介质以512B为单位划分为块,从0开始直到最大容量并顺序加以编号就成了一个文件卷,也叫文件系统。UNIX中的文件系统磁盘存储区分配图如下: 本次课程设计是要实现一个简单的模拟Linux文件系统。我们在内存中开辟一个虚拟磁盘空间(20MB)作为文件存储器,并将该虚拟文件系统保存到磁盘上(以一个文件的形式),以便下次可以再将它恢复到内存的虚拟磁盘空间中。文件存储空间的管理可采用位示图方法。 二、设计的基本概念和原理 2.1 设计任务 多用户、多级目录结构文件系统的设计与实现。可以实现下列几条命令login 用户登录 logout 退出当前用户 dir 列文件目录 creat 创建文件 delete 删除文件 open 打开文件 close 关闭文件 - 3 -

read 读文件 write 写文件 mkdir 创建目录 ch 改变文件目录 rd 删除目录树 format 格式化文件系统 Exit 退出文件系统 2.2设计要求 1) 多用户:usr1,usr2,usr3,……,usr8 (1-8个用户) 2) 多级目录:可有多级子目录; 3) 具有login (用户登录)4) 系统初始化(建文件卷、提供登录模块) 5) 文件的创建:create (用命令行来实现)6) 文件的打开:open 7) 文件的读:read8) 文件的写:write 9) 文件关闭:close10) 删除文件:delete 11) 创建目录(建立子目录):mkdir12) 改变当前目录:cd 13) 列出文件目录:dir14) 退出:logout 新增加的功能: 15) 删除目录树:rd 16) 格式化文件系统:format 2.3算法的总体思想 - 4 -

操作系统课程设计文件系统管理)

操作系统课程设计Array文件系统管理 学院计算机学院 专业计算机科学与技术 班级 姓名 学号 2013年1月8日 广东工业大学计算机学院制 文件系统管理 一、实验目的 模拟文件系统的实现的基本功能,了解文件系统的基本结构和文件系统的管理方法看,加深了解文件系统的内部功能的实现。通过高级语言编写和实现一个简单的文件系统,模拟文件管理的工作过程,从而对各种文件操作系统命令的实质内容和执行过程有比较深入的了解。 二、实验内容和要求 编程模拟一个简单的文件系统,实现文件系统的管理和控制功能。在用户程序中通过使用文件系统提供的create,open,read,write,close,delete等文件命令,对文件进行操作。 以下报告主要包括: 1.可行性分析 2.需求分析 3.概要设计

4.详细设计 5.测试 6.总结 三、可行性分析 1、技术可行性 对于图形编程还不了解,但是经过本学期的三次实验的练习,可以设计好命令操作界面。利用大二期间学习的数据结构可以模拟出此课程设计的要求。 2、经济可行性 课程设计作为本课程的练习及进一步加深理解。与经济无关,可以不考虑。(零花费,零收益) 3.法律可行性 自己编写的程序,仅为练习,不作其他用途,与外界没什么联系,可行。 四、需求分析 编写程序实现文件系统,主要有以下几点要求: 1、实现无穷级目录管理及文件管理基本操作 2、实现共享“别名” 3、加快了文件检索 五、概要设计 为了克服单级目录所存在的缺点,可以为每一位用户建立一个单独的用户文件目录UFD(User File Directory)。这些文件目录可以具有相似的结构,它由用户所有文件的文件控制块组成。此外,在系统中再建立一个主文件目录MFD (Master File Directory);在主文件目录中,每个用户目录文件都占有一个目

操作系统课程设计报告书

题目1 连续动态内存管理模拟实现 1.1 题目的主要研究内容及预期达到的目标 (1)针对操作系统中内存管理相关理论进行设计,编写程序并进行测试,该程序管理一块虚拟内存。重点分析三种连续动态内存分配算法,即首次适应算法、循环首次适应算法和最佳适应算法。 (2)实现内存分配和回收功能。 1.2 题目研究的工作基础或实验条件 (1)硬件环境:PC机 (2)软件环境:Windows XP,Visual C++ 6.0 1.3 设计思想 首次适应算法的实现:从空闲分区表的第一个表目起查找该表,把最先能够满足要求的空闲区分配给作业,这种方法的目的在于减少查找时间。为适应这种算法,空闲分区表中的空闲分区要按地址由低到高进行排序。该算法优先使用低址部分空闲区,在低址空间造成许多小的空闲区,在高址空间保留大的空闲区。 循环首次适应算法的实现:在分配内存空间时,不再每次从表头开始查找,而是从上次找到空闲区的下一个空闲开始查找,直到找到第一个能满足要求的的空闲区为止,并从中划出一块与请求大小相等的内存空间分配给作业。该算法能使内存中的空闲区分布得较均匀。 最佳适应算法的实现:从全部空闲区中找到能满足作业要求的、且最小的空闲分区,这种方法能使碎片尽量小。为适应此算法,空闲分区表中的空闲分区要按从小到大进行排序,从表头开始查找第一个满足要求的自由分配。 1.4 流程图 内存分配流程图,如图1-1所示。

图1-1 内存分配流程图内存回收流程图,如1-2所示。

图1-2 内存回收流程图 1.5 主要程序代码 (1)分配内存 void allocate(char z,float l) { int i,k; float ad; k=-1; for(i=0;i= l && free_table[i].flag == 1) if(k==-1 || free_table[i].length

操作系统课程设计-模拟文件系统

目录 第1章需求分析 (1) 第2章概要设计 (1) 2.1 系统的主要功能 (1) 2.2系统模块功能结构 (1) 2.3运行环境要求 (2) 2.4数据结构设计 (2) 第3章详细设计 (3) 3.1模块设计 (3) 3.2算法流程图 (3) 第4章系统源代码 (4) 第5章系统测试及调试 (4) 5.1运行结果及分析 (4) 5.2系统测试结论 (5) 第6章总结与体会 (6) 第7章参考文献 (6) 附录 (7)

第1章需求分析 通过模拟文件系统的实现,深入理解操作系统中文件系统的理论知识, 加深对教材中的重要算法的理解。同时通过编程实现这些算法,更好地掌握操作系统的原理及实现方法,提高综合运用各专业课知识的能力;掌握操作系统结构、实现机理和各种典型算法,系统地了解操作系统的设计和实现思路,并了解操作系统的发展动向和趋势。 模拟二级文件管理系统的课程设计目的是通过研究Linux的文件系统结构,模拟设计一个简单的二级文件系统,第一级为主目录文件,第二级为用户文件。 第2章概要设计 2.1 系统的主要功能 1) 系统运行时根据输入的用户数目创建主目录 2) 能够实现下列命令: Login 用户登录 Create 建立文件 Read 读取文件 Write写入文件 Delete 删除文件 Mkdir 建立目录

Cd 切换目录 Logout 退出登录 2.2系统模块功能结构 2.3运行环境要求 操作系统windows xp ,开发工具vc++6.0 2.4数据结构设计 用户结构:账号与密码结构 typedef struct users { char name[8]; char pwd[10]; }users;

操作系统课程设计报告

操作系统课程设计报告

东莞理工学院 操作系统课程设计报告 学院:计算机学院 专业班级: 13软件工程1班 提交时间: 2015/9/14 指导教师评阅意见: . 项目名称:进程与线程管理功能 一、设计目的 用语言来模拟进程和线程管理系统,加深对进程和线程的理解,掌握对进程和线程各种状态和管理的算法原理。

二、环境条件 系统: WindowsXP、VMWare、Ubuntu Linux 语言:C/C++ 开发工具:gcc/g++、Visual C++ 6.0 三、设计内容 1. 项目背景 计算机的硬件资源有限,为了提高内存的利用率和系统的吞吐量,就要根据某种算法来管理进程和线程的状态从而达到目的。 进程与线程管理功能完成基于优先级的抢占式线程调度功能,完成进程虚拟内存管理功能。 进程与线程管理功能 基本要求:完成基于优先级的抢占式线程调度功能,完成进程虚拟内存管理功能。 提高要求:(增加1项就予以加分) (1) 实现多种线程调度算法; (2)通过“公共信箱”进行通信的机制,规定每一封信的大小为128字节,实现两个用户进程之间通过这个“公共信箱”进行通信。 (3) 实现多用户进程并发的虚拟内存管理功能。

(4) 实现用户进程间通信功能,并用生产者/消费者问题测试进程间通信功能的正确性。 (5) 实现改进型Clock页面置换算法。 (6) 实现Cache功能,采用FIFO替换算法。 2. 扩展内容 实现多种线程调度算法:时间片轮转调度算法 四、人员分工 优先级调度算法:钟德新,莫友芝 时间片轮转调度算法:张德华,袁马龙 设计报告由小组队员共同完成。小组成员设计的代码分工如下:钟德新编写的代码:void Prinft(){ PCB *p; system("cls");//清屏 p=run; //运行队列 if(p!=NULL) { p->next=NULL; } cout<<"当前正在运行的进程:"<procname<<"\t\t"<pri<<"\t"<needOftime<<"\t\t"<runtime<<"\t\t"<state<next; } cout<

操作系统磁盘调度算法实验报告

操作系统磁盘调度算法 实验报告 Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

目录

1.课程设计目的 编写目的 本课程设计的目的是通过磁盘调度算法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,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。 2.课程设计内容 设计内容 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)、循环扫描算法(CSCAN)。 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

操作系统课程设计报告

上海电力学院 计算机操作系统原理 课程设计报告 题目名称:编写程序模拟虚拟存储器管理 姓名:杜志豪.学号: 班级: 2012053班 . 同组姓名:孙嘉轶 课程设计时间:—— 评语: 成绩: 目录 一、设计内容及要求 (4) 1. 1 设计题目 (4) 1.2 使用算法分析: (4)

1. FIFO算法(先进先出淘汰算法) (4) 1. LRU算法(最久未使用淘汰算法) (5) 1. OPT算法(最佳淘汰算法) (5) 分工情况 (5) 二、详细设计 (6) 原理概述 (6) 主要数据结构(主要代码) (6) 算法流程图 (9) 主流程图 (9) Optimal算法流程图 (10) FIFO算法流程图 (10) LRU算法流程图 (11) .1源程序文件名 (11) . 2执行文件名 (11) 三、实验结果与分析 (11) Optimal页面置换算法结果与分析 (11) FIFO页面置换算法结果与分析 (16) LRU页面置换算法结果与分析 (20) 四、设计创新点 (24) 五、设计与总结 (27)

六、代码附录 (27) 课程设计题目 一、设计内容及要求 编写程序模拟虚拟存储器管理。假设以M页的进程分配了N

块内存(N

【精选】操作系统课程设计(文件系统管理)文件

评定等级 操作系统课程设计 文件系统管理 学院计算机学院 专业计算机科学与技术 班级 姓名 学号 2013年1月8日 广东工业大学计算机学院制

文件系统管理 一、实验目的 模拟文件系统的实现的基本功能,了解文件系统的基本结构和文件系统的管理方法看, 加深了解文件系统的内部功能的实现。通过高级语言编写和实现一个简单的文件系统,模拟文件管理的工作过程,从而对各种文件操作系统命令的实质内容和执行过程有比较深入的了 解。 二、实验内容和要求 编程模拟一个简单的文件系统,实现文件系统的管理和控制功能。在用户程序中通过使用文件系统提供的create,open,read,write,close,delete 等文件命令,对文件进行操作。以下报告主要包括: 1.可行性分析 2.需求分析 3.概要设计 4.详细设计 5.测试 6.总结 三、可行性分析 1、技术可行性 对于图形编程还不了解,但是经过本学期的三次实验的练习,可以设计好命令操作界面。利用大二期间学习的数据结构可以模拟出此课程设计的要求。 2、经济可行性 课程设计作为本课程的练习及进一步加深理解。与经济无关,可以不考虑。(零花费,零收益) 3.法律可行性 自己编写的程序,仅为练习,不作其他用途,与外界没什么联系,可行。 四、需求分析 编写程序实现文件系统,主要有以下几点要求: 1、实现无穷级目录管理及文件管理基本操作 2、实现共享“别名” 3、加快了文件检索 五、概要设计 为了克服单级目录所存在的缺点,可以为每一位用户建立一个单独的用户文件目录 UFD (User File Directory )。这些文件目录可以具有相似的结构,它由用户所有文件的文件 控制块组成。此外,在系统中再建立一个主文件目录MFD (Master File Directory );在主文件目录中,每个用户目录文件都占有一个目录项,其目录项中包括用户名和指向该用户目 录的指针。

操作系统磁盘调度算法实验报告

《操作系统原理》 课程设计报告书 题目:磁盘调度 专业:网络工程 学号: 学生姓名: 指导教师: 完成日期:

目录 第一章课程设计目的 (1) 1.1 编写目的 (1) 第二章课程设计内容 (2) 2.1 设计内容 (2) 2.1.1、先来先服务算法(FCFS) (2) 2.1.2、最短寻道时间优先算法(SSTF) (2) 2.1.3、扫描算法(SCAN ) (3) 2.1.4、循环扫描算法(CSCAN ) (3) 第三章系统概要设计 (4) 3.1 模块调度关系图 (4) 3.2 模块程序流程图 (4) 3.2.1 FCFS 算法 (5) 3.2.2 SSTF 算法 (6) 3.2.3 SCAN 算法 (7) 3.2.4 CSCAN 算法 (8) 第四章程序实现 (9) 4.1 主函数的代码实现 (9) 4.2.FCFS 算法的代码实现 (11) 4.3 SSTF 算法的代码实现 ...................................................... 13 4.4 SCAN 算法的代码实现..................................................... 15 4.5 CSCAN 算法的代码实现.................................................... 17 第五章测试数据和结果 (20)

第六章总结 (23)

第一章课程设计目的 1.1 编写目的 本课程设计的目的是通过磁盘调度算法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,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

操作系统课程设计报告

; 一、概述 课程设计目的、意义: 课程设计目的使学生熟悉文件管理系统的设计方法;加深对所学各种文件操作的了解及其操作方法的特点。通过模拟文件系统的实现,深入理解操作系统中文件系统的理论知识, 加深对教材中的重要算法的理解。同时通过编程实现这些算法,更好地掌握操作系统的原理及实现方法,提高综合运用各专业课知识的能力。 主要任务: 模拟文件系统设计是设计和实现一个简单的文件系统。内容包括: 1.建立文件存储介质的管理机制 2.建立目录(采用一级目录结构) 3.文件系统功能(显示目录、创建、删除、打开、关闭、读、写) ~ 4.文件操作接口(显示目录、创建、删除、打开、关闭、读、写) 二、系统设计 课程设计的系统设计: 本系统模拟一个文件管理系统,要完成对文件的基本操作,文件的基本操作有文件、文件夹的打开、新建、删除和读取写入文件,创建更改目录,列出目录内容等信息。系统建立了文件目录树,存储文件系统中的所有文

件。对于用户名下的文件,用文件目录树的分枝来存贮。采用命令行操作界面很直观,也方便用户进行操作,用户只要按照操作界面所显示的命令来操作就行了。 整体设计框架: 系统初始化界面是由创建用户存储空间,管理文件,退出系统三个模块组成。用户创建由创建用户存储空间,进入目录,删除用户存储空间,显示所有用户存储空间,等模块组成。然后各个模块再由一些小模块组成。其中创建文件,打开关闭文件,读写文件等文件操作模块包括在进入目录模块里面。 三、系统实现 课程设计主要内容的实现程序代码: 《 #include <> #include <> #include <> typedef struct file{ char name[10]; struct file *next; }File; typedef struct content{ ! char name[10]; File *file;

操作系统课程设计报告

东莞理工学院 操作系统课程设计报告学院:计算机学院 专业班级:13软件工程1班 提交时间:2015/9/14 指导教师评阅意见: . 项目名称:进程与线程管理功能 一、设计目的 用语言来模拟进程和线程管理系统,加深对进程和线程的理解,掌握对进程和线程各种状态和管理的算法原理。 二、环境条件 系统:WindowsXP、VMWare、Ubuntu Linux 语言:C/C++ 开发工具:gcc/g++、Visual C++ 6.0 三、设计内容 1. 项目背景

计算机的硬件资源有限,为了提高内存的利用率和系统的吞吐量,就要根据某种算法来管理进程和线程的状态从而达到目的。 进程与线程管理功能完成基于优先级的抢占式线程调度功能,完成进程虚拟内存管理功能。 进程与线程管理功能 基本要求:完成基于优先级的抢占式线程调度功能,完成进程虚拟内存管理功能。 提高要求:(增加1项就予以加分) (1) 实现多种线程调度算法; (2)通过“公共信箱”进行通信的机制,规定每一封信的大小为128字节,实现两个用户进程之间通过这个“公共信箱”进行通信。 (3) 实现多用户进程并发的虚拟内存管理功能。 (4) 实现用户进程间通信功能,并用生产者/消费者问题测试进程间通信功能的正确性。 (5) 实现改进型Clock页面置换算法。 (6) 实现Cache功能,采用FIFO替换算法。 2. 扩展内容 实现多种线程调度算法:时间片轮转调度算法 四、人员分工 优先级调度算法:钟德新,莫友芝 时间片轮转调度算法:张德华,袁马龙 设计报告由小组队员共同完成。小组成员设计的代码分工如下: 钟德新编写的代码:void Prinft(){ PCB *p; system("cls");//清屏 p=run; //运行队列 if(p!=NULL) { p->next=NULL; } cout<<"当前正在运行的进程:"<procname<<"\t\t"<pri<<"\t"<needOftime<<"\t\t"<runtime<<"\t\t"<state<next; } cout<procname<<"\t\t"<pri<<"\t"<needOftime<<"\t\t"<runtime<<"\t\t"<state<next; } cout<

天津理工大学操作系统实验3:磁盘调度算法的实现

人和以吟实验报告学院(系)名称:计算机与通信工程学院

【实验过程记录(源程序、测试用例、测试结果及心得体会等) 】 #include #include #include using namespace std; void Inith() { cout<<" 请输入磁道数: "; cin>>M; cout<<" 请输入提出磁盘 I/O 申请的进程数 cin>>N; cout<<" 请依次输入要访问的磁道号: "; for(int i=0;i>TrackOrder[i]; for(int j=0;j>BeginNum; for(int k=0;k=0;i--) for(int j=0;jSortOrder[j+1]) const int MaxNumber=100; int TrackOrder[MaxNumber]; int MoveDistance[MaxNumber]; // ------- int FindOrder[MaxNumber]; // ---------- double AverageDistance; // ----------- bool direction; // int BeginNum; // int M; // int N; // int SortOrder[MaxNumber]; // ------ bool Finished[MaxNumber]; 移动距离 ; 寻好序列。 平均寻道长度 方向 true 时为向外, false 开始磁道号。 磁道数。 提出磁盘 I/O 申请的进程数 排序后的序列 为向里

操作系统课程设计二级文件系统

操作系统课程设计报告 专业:计算机信息处理 学号:09103408 姓名:纪旻材 提交日期:2011-12-28

【设计目的】 1. 课程设计目的是通过一个简单多用户文件系统的设计,加深理解文件系统的内部功能和内部实现。 2. 结合数据结构、程序设计、计算机原理等课程的知识,设计一个二级文件系统,进一步理解操作系统。 3. 通过对实际问题的分析、设计、编程实现,提高学生实际应用、编程的能力 【设计内容】 1、delete 删除文件 2、open 打开文件 3、close 关闭文件 4、write 写文件 【实验环境】 Windows7系统

Visual studio 2010 【相关知识综述】 本文件系统采用两级目录,其中第一级对应于用户账号,第二级对应于用户帐号下的文件。另外,为了简便文件系统未考虑文件共享,文件系统安全以及管道文件与设备文件等特殊内容。 首先应确定文件系统的数据结构:主目录、子目录及活动文件等。主目录和子目录都以文件的形式存放于磁盘,这样便于查找和修改。用户创建的文件,可以编号存储于磁盘上。如:file0,file1,file2…并以编号作为物理地址,在目录中进行登记。 【设计思路】 1 主要数据结构 #define MAXNAME 25 /*the largest length of mfdname,ufdname,filename*/ #define MAXCHILD 50 /*the largest child每个用户名下最多有50个文件*/ #define MAX (MAXCHILD*MAXCHILD) /*the size of fpaddrno*/ typedef struct/*the structure of OSFILE定义主文件*/

操作系统课程设计报告

东莞理工学院 操作系统课程设计报告 学院:计算机学院 专业班级:13软件工程1班 提交时间:2015/9/14 指导教师评阅意见: . 项目名称:进程与线程管理功能 一、设计目的 用语言来模拟进程和线程管理系统,加深对进程和线程的理解,掌握对进程和线程各种状态和管理的算法原理。 二、环境条件

系统:WindowsXP、VMWare、Ubuntu Linux 语言:C/C++ 开发工具:gcc/g++、Visual C++ 6.0 三、设计内容 1. 项目背景 计算机的硬件资源有限,为了提高内存的利用率和系统的吞吐量,就要根据某种算法来管理进程和线程的状态从而达到目的。 进程与线程管理功能完成基于优先级的抢占式线程调度功能,完成进程虚拟内存管理功能。 进程与线程管理功能 基本要求:完成基于优先级的抢占式线程调度功能,完成进程虚拟内存管理功能。 提高要求:(增加1项就予以加分) (1) 实现多种线程调度算法; (2)通过“公共信箱”进行通信的机制,规定每一封信的大小为128字节,实现两个用户进程之间通过这个“公共信箱”进行通信。 (3) 实现多用户进程并发的虚拟内存管理功能。 (4) 实现用户进程间通信功能,并用生产者/消费者问题测试进程间通信功能的正确性。 (5) 实现改进型Clock页面置换算法。 (6) 实现Cache功能,采用FIFO替换算法。

2. 扩展内容 实现多种线程调度算法:时间片轮转调度算法 四、人员分工 优先级调度算法:钟德新,莫友芝 时间片轮转调度算法:张德华,袁马龙 设计报告由小组队员共同完成。小组成员设计的代码分工如下:钟德新编写的代码:void Prinft(){ PCB *p; system("cls");//清屏 p=run; //运行队列 if(p!=NULL) { p->next=NULL; } cout<<"当前正在运行的进程:"<procname<<"\t\t"<pri<<"\t"<needOftime<<"\t\t"<runtime<<"\t\t"<state<next; } cout<procname<<"\t\t"<pri<<"\t"<needOftime<<"\t\t"<runtime<<"\t\t"<state<next; } cout<procname<<"\t\t"<pri<<"\t"<needOftime<<"\t\t"<runtime<<"\t\t"<state<

操作系统(一个小型操作系统的设计与实现)课程设计

南通大学计算机科学与技术学院操作系统课程设计报告 专业: 学生姓名: 学号: 时间:

操作系统模拟算法课程设计报告 设计要求 将本学期三次的实验集成实现: A.处理机管理; B.存储器管理; C.虚拟存储器的缺页调度。 设计流程图 主流程图 开始的图形界面 处理机管理存储器管理缺页调度 先来先服务时 间 片 轮 转 首 次 适 应 法 最 佳 适 应 法 先 进 先 出 L R U 算 法

A.处理机调度 1)先来先服务FCFS N Y 先来先服务算法流程 开始 初始化进程控制块,让进程控制块按进程到达先后顺序让进程排队 调度数组中首个进程,并让数组中的下一位移到首位 计算并打印进程的完成时刻、周转时间、带权周转时间 其中:周转时间 = 完成时间 - 到达时间 带权周转时间=周转时间/服务时间 更改计时器的当前时间,即下一刻进程的开始时间 当前时间=前一进程的完成时间+其服务时间 数组为空 结束

2)时间片轮转法 开始 输入进程总数 指针所指的进程是 否结束 输入各进程信息 输出为就绪状态的进程的信息 更改正在运行的进程的已运行时间 跳过已结束的程序 结束 N 指向下一个进程 Y 如果存在下一个进程的话 Y N 输出此时为就绪状态的进程的信息 时间片轮转算法流程图

B.存储器管理(可变式分区管理) 1)首次适应法 分配流程图 申请xkb内存 由链头找到第一个空闲区 分区大小≥xkb? 大于 分区大小=分区大小-xkb,修改下一个空闲区的后向指针内容为(后向指针)+xkb;修改上一个空闲区的前向指针为(前向指针)+xkb 将该空闲区从链中摘除:修改下一个空闲区的后向地址=该空闲区后向地址,修改上一个空闲区的前向指针为该空闲区的前向指针 等于 小于延链查找下 一个空闲区 到链尾 了? 作业等待 返回是 否 登记已分配表 返回分配给进程的内存首地址 开始

操作系统课程设计(文件系统)

操作系统课程设计 班级: 姓名: 学号: 使用语言:C++ 指导老师: 学院:

一、系统要求 1、实验目的 通过一个简单多用户文件系统的设计,加深理解文件系统的内部功能及内部实现。 2、实验内容 为linux系统设计一个简单的二级文件系统。要求做到以下几点: (1)可以实现下列几条命令(至少4条); login 用户登陆 dir 列文件目录 create 创建文件 delete 删除文件 open 打开文件 close 关闭文件 read 读文件 write 写文件 (2)列目录时要列出文件名、物理地址、保护码和文件长度; (3)源文件可以进行读写保护。 二、系统分析 1、设计思想 本文件为二级文件系统,即要实现对文件的增删改查,同时又具备登陆系统、注册用户的功能,各个用户之间的文件系统互不干扰。 本文件系统采用两级目录,其中第一级对应于用户账号,第二级对应于用户帐号下的文件。另外,为了简便文件系统未考虑文件共享,文件系统安全以及管道文件与设备文件等特殊内容。 系统采用结构体来存储用户、文件目录、文件数据内容: 0 48*5 48*5+44*50 48*5+44*50+264*200 每个分区都是由结构体组成,每个个去的结构体的个数由格式化系统是决定。整个系统的编码构成主要分为:

Allstruct.h 定义了每个分区的结构体; Mysys.h 声明了对系统操作的各种方法; Myuserfile.h 声明了对文件操作的各种方法; Mymain.cpp 整个系统的主函数,操作入口; Mysys.cpp 包含了mysys.h,实现了操作系统的各种方法;Myuserfile.cpp 包含了myuserfile.h,实现了操作文件的各种方法; 2、主要数据结构 Allstruct.h文件的内容: struct s_user //用户区结构体 { long isuse; //是否使用 char name[20]; //用户名 char psd[20]; //密码 long address; //目录地址 }; struct s_list //目录结构体 { long isuse; //是否使用 char name[20]; //文件名字 long myaddress; //本条目录地址 long pointaddress; //指向的文件的地址 long isfile; //是否锁定 long pointsize; //目标文件的大小 long nextaddress; //下条目录的地址 }; struct s_file //文件结构体 { long isuse; //是否使用 char content[256]; //文件内容 long next; //下个文件块地址 };

操作系统课程设计报告

操作系统课程设计实验报告 实验名称:进程控制 姓名/学号: 一、实验目的 学习、理解和掌握Linux与windows的进行控制系统调用的功能,熟悉主要的几个系统调用命令的格式和如何利用系统调用命令进行编程。通过学习,理解如何创建一个进程、改变进程执行的程序、进程和线程终止以及父子进程的同步等,从而提高对进程和线程控制系统调用的编程能力。 二、实验内容 设计并实现Unix的“time”命令。“mytime”命令通过命令行参数接受要运行的程序,创建一个独立的进程来运行该程序,并记录程序运行的时间。 三、实验环境 CPU: Inter ×2 2.10GHz RAM: 3.00GB Windows 7 旗舰版 Linux Ubuntu 10.04 编译: VS2010 四、程序设计与实现 4.1进程控制系统的调用 4.1.1 windows进程控制调用程序中使用的数据结构及主要符号说明 SYSTEMTIME starttime,endtime; //进程开始时间和结束时间 PROCESS_INFORMATION pi //该结构返回有关新进程及 //其主线程的信息 STARTUPINFO si //该结构用于指定新进程的主窗口特性4.1.2 linux进程控制调用程序中使用的数据结构及主要符号说明 struct timeval starttime,endtime //进程开始时间和结束时间 pid_t pid //进程标志符

4.2 程序流程图 图1 windows进程控制调用图2 linux进程控制调用程序运行流程图程序运行流程图 五、实验结果和分析 5.1 windows实验结果和分析

操作系统实验 磁盘调度算法

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

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,并通过EOS应用程序使内核从源代码变为可以在虚拟机上使用。 三、实验过程 1. 设计思路和流程图 (1)改写SCAN算法 在已有 SCAN 算法源代码的基础上进行改写,要求不再使用双重循环,而是只遍历一次请求队列中的请求,就可以选中下一个要处理的请求。算法流程图如下图所示。 图 3.1.1 SCAN算法IopDiskSchedule函数流程图(2)编写循环扫描(CSCAN)磁盘调度算法 在已经完成的SCAN算法源代码的基础上进行改写,不再使用全局变量ScanInside 确定磁头移动的方向,而是规定磁头只能从外向内移动。当磁头移动到最内的被访问磁道时,磁头立即移动到最外的被访问磁道,即将最大磁道号紧接着最小磁道号构成循环,进行扫描。算法流程图如下图所示。

操作系统课程设计模拟文件系统

操作系统课程设计模拟文 件系统 Newly compiled on November 23, 2020

目录第1章需求分析 (1) 第2章概要设计 (1) 系统的主要功能 (1) 系统模块功能结构 (1) 运行环境要求 (2) 数据结构设计 (2) 第3章详细设计 (3) 模块设计 (3) 算法流程图 (3) 第4章系统源代码 (4) 第5章系统测试及调试 (4) 运行结果及分析 (4) 系统测试结论 (5) 第6章总结与体会 (6) 第7章参考文献 (6) 附录 (7) 第1章需求分析 通过模拟文件系统的实现,深入理解操作系统中文件系统的理论知识, 加深对教材中的重要算法的理解。同时通过编程实现这些算法,更好地掌握操作系统的原理及实现方法,提高综合运用各专业课知识的能力;掌握操作系统结构、实现机理和各种典型算法,系统地了解操作系统的设计和实现思路,并了解操作系统的发展动向和趋势。

模拟二级文件管理系统的课程设计目的是通过研究Linux的文件系统结构,模拟设计一个简单的二级文件系统,第一级为主目录文件,第二级为用户文件。 第2章概要设计 系统的主要功能 1) 系统运行时根据输入的用户数目创建主目录 2) 能够实现下列命令: Login 用户登录 Create 建立文件 Read 读取文件 Write 写入文件 Delete 删除文件 Mkdir 建立目录 Cd 切换目录 Logout 退出登录 系统模块功能结构 运行环境要求 操作系统windows xp ,开发工具vc++ 数据结构设计 用户结构:账号与密码结构 typedef struct users { char name[8]; char pwd[10]; }users;

磁盘调度算法实验报告 (2)

磁盘调度算法 学生姓名: 学生学号: 专业班级: 指导老师: 2013年6月20日

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、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、需求分析 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。 通过已知开始磁道数、访问磁道总数、磁道号访问序列、访问方向及访问方式得到访问序列及移动距离和平均移动距离! (1)输入的形式; int TrackOrder[MaxNumber];//被访问的磁道号序列 int direction;//寻道方向 int Num;//访问的磁道号数目

int start;// (2)输出的形式; int MoveDistance[MaxNumber]={0};//移动距离 double AverageDistance=0;//平均寻道长度 移动的序列! (3)程序所能达到的功能; 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。 (4)测试数据,包括正确的输入及其输出结果和含有错误的输入及其输出结果。 开始磁道号:100 磁道号方向:内(0)和外(1) 磁道号数目:9 页面序列:55 58 39 18 90 160 150 38 184 4、概要设计 说明本程序中用到的所有抽象数据类型的定义、主程序的流程以及各程序模块之间的层次(调用)关系。

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