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磁盘驱动调度算法

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磁盘驱动调度算法

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:

2022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

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

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操作系统课程设计 2.相关知识

磁盘调度：当有多个进程都请求访问磁盘时，采用一种适当的驱动调度算法，使各进程对磁盘的平均访问（主要是寻道）时间最小。目前常用的磁盘调度算法有：1）先来先服务2）最短寻道时间优先3）扫描算法4）循环扫描算法等3.算法思想介绍

（1）先来先服务算法（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。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。（2）最短寻道时间优先算法（SSTF）

最短时间优先算法选择这样的进程。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）电梯调度算法（SCAN）

电梯（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。（4）循环扫描算法（CSCAN） 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。（二）系统详细设计1.数据结构设计

本系统采用数组a[3200]保存用户输入的线性块号，用数组array[100]保存将线性块号转换为磁道号。2.模块接口设计（1）各函数原型为：

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操作系统课程设计

voidmain();//主函数intmenu();//菜单界面voidFCFS();//FCFS算法voidSSTF();//SSTF算法voidSCAN();//SCAN算法voidCSCAN();//CSCAN算法（2）系统界面切换的实现

利用清屏函数ytem(\实现屏幕切换，在从本界面返回上一界面时，根据提示输入即可，例如：

cout<>c;

则输入输入任意键都能返回上一界面，在main（）函数中用do-while语句实现各函数的循环调用，以使各功能能够重复实现，直至用户退出系统为止。3.流程图(1)主函数

开始调用menu（）函数输入选择某1调用FCFS()函数调用SSTF（）函数23调用SCAN()函数45调用CSAN()函数默认退出（跳出循环）错误信息提示(2)界面函数 第3页共4页

操作系统课程设计

开始调用清屏函数输出“磁盘驱动调度算法模拟”输出“算法选择：”输出“1.先来先服务算法(FCFS)”输出“2.最短寻道时间优先算法(SSTF)”输出“3.电梯调度算法(SCAN)”输出“4.循环扫描算法(CSCAN)”输出“5.退出”输出“请输入您想选择的操作:(1-5)”输入某返回某结束

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合集下载

操作系统实践报告

操作系统实践报告

《计算机操作系统》

课外实践报告

一、实验目标：

通过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。

二、实验要求

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）。

三．实践内容简要描述

1、实践环境

windows 2000/xp ，visual c 6.0

2、算法思路

磁盘设备在工作时以恒定的速率旋转。为了读或写，磁头必须能移动到所要求的磁道上，并等待所要求的扇区开始位置旋转到磁头下，然后或开始读或写数据。故可把磁盘访问时间分成以下三部分。

（1）寻道时间Ts

这是把磁头移动到指定磁道上所经历的时间。该时间是启动磁臂的时间s与磁头移动n条磁道所花费的时间之和，即

Ts=m*n+s

其中，m是一常数，与磁盘驱动器的速度有关。对于一般磁盘，m=0.2；对于高速磁盘，m<=0.1，磁臂的启动时间+约为2ms。这样，对于一般的温盘，对于一般的温盘，其寻道时间将随着寻道距离的增加而增大，大体上是5~30ms。

（2）旋转延迟时间Tr

这是指定扇区移动到磁头下面所经历的时间。不同的磁盘类型中，旋转速度至少相差一个数量级，如软盘为300r/min，硬盘一般为7200~15000r/min，甚至更高。对于磁盘旋转延迟时间而言，如硬盘，旋转速度为15000r/min，每转需时4ms，平均旋转延迟时间Tr为2ms；而软盘，其旋转速度为300r/min或600r/min，这样，平均Tr为50~100ms。

（3）传输时间Tt

这时指把数据从磁盘读出或向磁盘写入数据所经历的时间。Tt的大小与每次所读/写的字节数b和旋转速度有关：

C语言 磁盘调度算法 (FCFS SSTF SCAN CSCAN)

C语言 磁盘调度算法 (FCFS SSTF SCAN CSCAN)

第 1 页 共 7 页

《操作系统原理》

上机作业（报告）

作业编号 7 题目 磁盘调度算法

作业要求 【题目要求】通过编程仿真几种常见的磁盘调度算法，包括：先来先服务(FCFS)、最短寻道时间优先(SSTF)、扫描算法(SCAN，初始为从里向外移动)和循环扫描算法（CSCAN，初始为由里向外移动并服务，归零时返回到最里侧请求的磁道）。

磁道访问请求序列为：55,58,39,18,90,160,150,38,184 第 2 页 共 7 页 （1）模拟磁盘调度过程并计算磁头的总移动的磁道数(总寻道长度)。

（2）计算磁头的平均移动的磁道数(平均寻道长度)。

其菜单如下：

*************磁盘调度算法实现***********

=================================

0. 退出

1. FCFS算法实现

2. SSTF算法实现

3. SCAN算法实现

4. CSCAN算法

5. 显示对比表

=================================

【实验要求】 可选编程语言：C/C++/Java/C#/Python；

实现在同一个程序文件中（C/C++）；

请适当注释；

报 告 正 文（运行屏幕截图及源代码）

一． 截屏。 第 3 页 共 7 页

2.附录。

#include

#include 第 4 页 共 7 页 static int track[9] = {55, 58, 39, 18, 90, 160, 150, 38, 184};

int FCFS()

{

int i, sum = 0, adress = 100;

for(i = 0; i < 9; i++)

{

sum += abs(track[i] - adress);

磁盘调度算法-电脑资料.

磁盘调度算法-电脑资料.

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

磁盘磁头驱动调度算法

磁盘磁头驱动调度算法

磁盘磁头驱动调度算法

磁盘磁头驱动调度算法是指计算机操作系统用于管理磁盘访问的一种算法，目的

是优化数据的读写效率，尽可能地减少磁头移动和等待时间，提高磁盘访问的速

度和效率。常用的磁盘磁头驱动调度算法有以下几种：1.先来先服务（FCFS）：

按请求顺序存取磁盘数据。2.最短寻道时间优先（SSTF）：每次选择距离磁头

当前位置最近的请求进行访问。3.扫描算法（SCAN）：沿磁道移动磁头，扫

描跨越磁头当前位置的请求进行访问。4.循环扫描算法（C-SCAN）：与扫描

算法类似，但磁头到达磁盘边缘后不返回，而是直接返回磁盘另一端。5.基于

最近未使用（LRU）：选择最近正在使用的请求进行访问。不同的磁盘磁头驱

动调度算法有不同的适用场景，具体应根据实际情况选择合适的算法。例如，

FCFS方法简单易行且公平，但可能会导致请求等待时间过长；SSTF方法能够优

先处理短距离请求以减少磁盘寻道时间，但可能会产生较大的请求延迟。因此，

在进行磁盘访问调度时需要综合考虑多种因素，选择合适的算法以达到最优的性

能。