磁盘调度算法

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[MaxNumber];int MoveDistance[MaxNumber];double AverageDistance;bool direction;2）页面置换的实现过程如下：变量初始化；接收用户输入磁道个数n和磁盘访问序列，选择算法1-FCFS，2-SSTF，3-SCAN，4-循环SCAN，输入开始磁盘号m和磁头移动方向；根据用户选择的算法进行磁道访问，输出磁盘调度算法的模拟过程；计算选择每次移动的磁头移动距离和算法的平均寻道长度；输出选择算法的平均寻道长度。

实验要求：1）上机前认真复习磁盘调度算法，熟悉FCFS、SSTF、SCAN 和循环SCAN算法的过程；2）上机时独立编程、调试程序；3）根据具体实验要求，完成好实验报告（包括实验的目的、内容、要求、源程序、实例运行结果截图、发现的问题以及解决方法）。

操作系统磁盘调度算法实验报告及代码一、实验目的通过实验掌握磁盘调度算法的实现过程，了解各种不同磁盘调度算法的特点和优缺点，并比较它们的性能差异。

二、实验原理磁盘调度是操作系统中的重要内容，其主要目的是提高磁盘的利用率和系统的响应速度。

常见的磁盘调度算法有：FCFS（先来先服务）、SSTF （最短寻道时间）、SCAN（扫描）、C-SCAN（循环扫描）等。

三、实验过程1.编写代码实现磁盘调度算法首先，我们需要定义一个磁盘请求队列，其中存放所有的IO请求。

然后，根据所选的磁盘调度算法，实现对磁盘请求队列的处理和IO请求的调度。

最后，展示运行结果。

以FCFS算法为例，伪代码如下所示：```diskQueue = new DiskQueue(; // 创建磁盘请求队列while (!diskQueue.isEmpty()request = diskQueue.dequeue(; // 取出队列头的IO请求//处理IO请求displayResult(; // 展示运行结果```2.运行实验并记录数据为了验证各种磁盘调度算法的性能差异，我们可以模拟不同的场景，例如，随机生成一批磁盘IO请求，并使用不同的磁盘调度算法进行处理。

记录每种算法的平均响应时间、平均等待时间等指标。

3.撰写实验报告根据实验数据和结果，撰写实验报告。

实验报告通常包括以下内容：引言、实验目的、实验原理、实验步骤、实验结果、实验分析、结论等。

四、实验结果与分析使用不同的磁盘调度算法对磁盘IO请求进行处理，得到不同的实验结果。

通过对比这些结果，我们可以看出不同算法对磁盘IO性能的影响。

例如，FCFS算法对于请求队列中的请求没有排序，可能会导致一些请求等待时间过长。

而SSTF算法通过选择离当前磁道最近的请求进行处理，能够减少平均寻道时间，提高磁盘性能。

五、实验总结通过本次实验，我们学习了操作系统中磁盘调度算法的原理和实现过程。

不同的磁盘调度算法具有不同的优缺点，我们需要根据实际情况选择合适的算法。

磁盘调度算法 -电脑资料2019-01-01磁盘优点容量很大每位的价格非常低当关掉电源后存储信息不丢失物理特性磁盘表面覆盖着磁性物质，信息记录在磁表面上，。

固定头磁盘的每个磁道单独有一个磁头，这样就能使得计算机可以很快地从一个磁道转换到另一个磁道。

但是这需要大量的头，设备成本很高。

更通用的方式是每个盘面只有一个头，让它从一道移向另一道。

这种动头设备需要硬件设备移动头。

磁盘一般用于文件存储，设计原则是：成本低、容量大、速度高。

扩大存储容量：a.增加每英寸磁道数目; b. 双面记录。

存取盘块中的信息一般要有三部分时间：系统首先要把磁头移到相应的道上或柱面上，这个时间叫做寻道时间;一旦磁头到达指定磁道，必须等待所需要的扇区转到读/写头下，这个延迟时间叫做旋转延迟时间;最后，信息实际在磁盘和内存之间进行传送也要花费时间，这部分时间叫做传送时间。

一次磁盘服务的总时间就是这三者之和。

要使磁盘服务尽可能地快，操作系统要提供合适的调度算法，改善磁盘服务的平均时间。

进程需要和磁盘交换信息时必须要操作系统发出系统调用，对磁盘的请求一般要有下述几部分内容：1. 输入和输出;2. 磁盘地址（驱动器、柱面、面号、扇区）;3. 内存地址;4. 传送长度。

磁盘调度算法1、先来先服务调度（FCFS）FCFS 算法是优先为最先到达的请求服务。

例如，有如下请求磁盘服务队列，要访问的磁道数分别是：98，183，37，122，14，124，65，67排在前面的是先到达的请求，假设磁头目前停留在53磁道上，按照先来先服务的算法，接下来磁头的移动顺序依次是：53—>98—>183—>37—>122—>14—>124—>65—>67这个过程总共移动了（98-53）+（183-98）+（183-37）+（122-37）+（122-14）+（124-14）+（124-65）+（67-65）=640个磁道这种调度法产生的磁头移动服务太大，磁头频繁的大幅度移动，容易产生机械振动和误差，对使用寿命有损害。

磁盘调度算法As a person, we must have independent thoughts and personality.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（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（）验证扫描（SCAN）磁盘调度算法（）验证SCAN 算法能够解决“饥饿”现象（6）改写SCAN调度算法二、实验环境EOS操作系统与IDE环境组成的“操作系统集成实验环境OS Lab”。

三、实验过程（一）实验问题及解答1.实验指导验证先来先服务（FCFS）磁盘调度算法，要求请给出在“输出”窗口中的结果。

答：输出结果复制如下：制作软盘镜像...正在启动 Virtual PC...开始调试...****** Disk schedule start working ******Start Cylinder: 10TID: 31 Cylinder: 8 Offset: 2 -TID: 32 Cylinder: 21 Offset: 13 +TID: 33 Cylinder: 9 Offset: 12 -TID: 34 Cylinder: 78 Offset: 69 +TID: 35 Cylinder: 0 Offset: 78 -TID: 36 Cylinder: 41 Offset: 41 +TID: 37 Cylinder: 10 Offset: 31 -TID: 39 Cylinder: 12 Offset: 55 -TID: 40 Cylinder: 10 Offset: 2 -Total offset: 360 Transfer times: 10 Average offset: 362.实验指导验证验证最短寻道时间优先（SSTF）磁盘调度算法，要求请给出在“输出”窗口中的结果。

操作系统中的磁盘调度在计算机系统中，磁盘是一种存储设备，用于保存大量的数据和信息。

然而，由于磁盘的读写速度较慢，为了使系统更快地响应用户请求，操作系统必须对磁盘进行有效的调度和管理，以最大化磁盘的读写效率和响应速度。

磁盘调度是指操作系统通过算法和策略，对不同的磁盘访问请求进行排队和调度，以实现尽快地读取和写入数据。

在操作系统中，有多种磁盘调度算法可供选择，每种算法都有其优缺点，需要根据具体的应用场景和需求进行选择和配置。

常见的磁盘调度算法有以下几种：先来先服务（FCFS）调度算法先来先服务调度算法是最简单的磁盘调度算法，也是最容易实现的一种。

该算法按照磁盘访问请求的到达时间进行排队，先到达的请求先被处理。

然而，这种算法存在“早期请求被占用磁道”的问题，即如果较远的磁道请求先到达，则后续较近磁道的请求需要较长时间等待，影响了系统响应速度。

最短寻道时间优先（SSTF）调度算法最短寻道时间优先调度算法是一种基于当前磁头位置的决策算法。

该算法选择最短路径到达下一个磁道，然后依此处理下一个请求。

该算法通常比FCFS算法更快，因为它能够同时考虑到时间和空间的因素。

然而，该算法可能会导致较远的请求长时间等待，称为“饿死”。

电梯调度算法电梯调度算法是一种非常流行的磁盘调度算法，也是一种比较高效的算法。

该算法是基于电梯的上下运动来模拟磁盘寻道，当磁头从某一端开始找到另一端时，该算法按照一个方向对请求进行排序。

在电梯运行的方向上的请求优先处理，直到到达另一个方向的尽头，然后更改方向继续处理请求。

由于该算法考虑了请求的位置和时间，因此可以实现快速响应和高效利用磁盘。

最佳（SCAN）调度算法最佳调度算法是一种类似于电梯调度算法的算法，也是一种基于电梯寻道模型的算法。

该算法沿着磁盘表面进行扫描，按照磁头运动的方向对请求进行排序，并在到达尽头时更改方向。

该算法在大多数情况下比FCFS算法和SSTF算法更快，但也有可能因为某些操作导致请求长时间等待。

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。

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。