FIFO磁盤調(diào)度算法操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)（計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)）題目： fifo磁盤調(diào)度算法 班級(jí)： 姓名：指導(dǎo)教師：系主任： 2014年03月01日目 錄1fifo磁盤調(diào)度算法課程設(shè)計(jì)11.1 題目分析11.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)11.3 流程圖11.4 實(shí)現(xiàn)技術(shù)21.5 設(shè)計(jì)結(jié)論和心得42 linux代碼分析52.1 功能說明152.2 接口說明152.3 局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)152.4 流程圖162.5 以實(shí)例說明運(yùn)行過程16第1章1fifo磁盤調(diào)度算法課程設(shè)計(jì)1.1 題目分析本課程設(shè)計(jì)的目的是通過設(shè)計(jì)一個(gè)磁盤調(diào)度模擬系統(tǒng)，從而使磁盤調(diào)度算法更加形象化，容易使人理解，使磁盤調(diào)度的特點(diǎn)更簡(jiǎn)單明了，能使使用者加深對(duì)先來先服務(wù)磁盤調(diào)度

2、算法的理解。這是一種比較簡(jiǎn)單的磁盤調(diào)度算法。它根據(jù)進(jìn)程請(qǐng)求訪問磁盤的先后次序進(jìn)行調(diào)度。此算法的優(yōu)點(diǎn)是公平、簡(jiǎn)單，且每個(gè)進(jìn)程的請(qǐng)求都能依次得到處理，不會(huì)出現(xiàn)某一進(jìn)程的請(qǐng)求長(zhǎng)期得不到滿足的情況。此算法由于未對(duì)尋道進(jìn)行優(yōu)化，在對(duì)磁盤的訪問請(qǐng)求比較多的情況下，此算法將降低設(shè)備服務(wù)的吞吐量，致使平均尋道時(shí)間可能較長(zhǎng)，但各進(jìn)程得到服務(wù)的響應(yīng)時(shí)間的變化幅度較小。1.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1 先來先服務(wù)算法模塊：void fcfs(int array,int m)輸入磁道號(hào)，按先來先服務(wù)的策略輸出磁盤請(qǐng)求序列，求平均尋道長(zhǎng)度，輸出移動(dòng)平均磁道數(shù)。主要代碼：for(i=0,j=1;jm;i+,j+) sum+=abs(a

3、rrayj-arrayi); ave=(float)(sum)/(float)(m);1.3 流程圖fifo算法流程圖:輸入磁道號(hào)求平均尋道長(zhǎng)度輸出移動(dòng)的平均磁道數(shù)按輸入順序?qū)⒋诺佬蛄休敵鲩_始結(jié)束1.4 實(shí)現(xiàn)技術(shù)為實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)，采用c+語言，vs2008開發(fā)環(huán)境。具體采用的技術(shù)如下：（1）（2）實(shí)現(xiàn)步驟如下： （1）輸入磁道序列、當(dāng)前磁道號(hào) （2）fifo磁盤調(diào)度 （3）輸出平均磁道數(shù)運(yùn)行結(jié)果如下：1.5 設(shè)計(jì)結(jié)論和心得通過課程設(shè)計(jì)得到如下結(jié)論：（1）本系統(tǒng)具有很強(qiáng)的健壯性，當(dāng)輸入錯(cuò)誤數(shù)據(jù)類型時(shí)，系統(tǒng)提示用戶輸入的數(shù)據(jù)類型錯(cuò)誤，讓用戶重新輸入，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不會(huì)因?yàn)橛脩舻恼`操作而致使系統(tǒng)癱

4、瘓；雖然是在dos狀態(tài)下，但是本系統(tǒng)界面還是設(shè)計(jì)的比較漂亮的，具有比較好的交互性；對(duì)于軟件中的重用代碼，設(shè)計(jì)成一個(gè)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)代碼重用。本系統(tǒng)是在dos狀態(tài)下進(jìn)行編譯執(zhí)行的，沒有圖形化界面，可以設(shè)計(jì)出一個(gè)圖形化界面，使用戶操作更加簡(jiǎn)單，明了。有如下幾點(diǎn)心得體會(huì)：（1）通過此次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)了解得更透徹了，同時(shí)對(duì)磁盤調(diào)度的四種算法先來先服務(wù)算法（fcfs）、最短尋道時(shí)間優(yōu)先算法（sstf）、掃描算法（scan）、循環(huán)掃描算法（cscan）有了更深刻的理解和掌握，使我能夠?yàn)榇疟P調(diào)度選擇適當(dāng)?shù)乃惴?，提高cpu工作效率。設(shè)計(jì)過程中遇到的困難在老師和同學(xué)的幫助下順利解決并通過了驗(yàn)收，我深

5、刻認(rèn)識(shí)到算法的邏輯性對(duì)程序的重要影響，算法的準(zhǔn)確度對(duì)程序運(yùn)行結(jié)果的重要影響，這對(duì)我以后在操作系統(tǒng)的學(xué)習(xí)中有極大幫助。2 linux代碼分析為了進(jìn)一步了解操作系統(tǒng)內(nèi)核，學(xué)習(xí)了linux操作系統(tǒng)的進(jìn)程同步程序，主要程序源代碼如下：#include#include#include#include#define maxsize 1000/*判斷輸入數(shù)據(jù)是否有效*/int decide(char str) /判斷輸入數(shù)據(jù)是否有效 int i=0;while(stri!=0) if(stri9)return 0;break;i+;return i;/*將字符串轉(zhuǎn)換成數(shù)字*/int trans(char s

6、tr,int a) /將字符串轉(zhuǎn)換成數(shù)字int i;int sum=0;for(i=0;ia;i+)sum=sum+(int)(stri-0)*pow(10,a-i-1);return sum;/*冒泡排序算法*/int *bubble(int cidao,int m) int i,j;int temp; for(i=0;im;i+) /使用冒泡法按從小到大順序排列 for(j=i+1;jcidaoj) temp=cidaoi; cidaoi=cidaoj; cidaoj=temp; cout排序后的磁盤序列為：; for( i=0;im;i+) /輸出排序結(jié)果 coutcidaoi ; co

7、utendl; return cidao; /*先來先服務(wù)調(diào)度算法*/void fcfs(int cidao,int m) /磁道號(hào)數(shù)組，個(gè)數(shù)為m int now;/當(dāng)前磁道號(hào) int sum=0; /總尋道長(zhǎng)度 int j,i;int a;char str100; float ave; /平均尋道長(zhǎng)度cout磁盤請(qǐng)求序列為：; for( i=0;im;i+) /按先來先服務(wù)的策略輸出磁盤請(qǐng)求序列 coutcidaoi ; coutendl; coutstr; /對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性判斷 a=decide(str); if(a=0) cout輸入數(shù)據(jù)的類型錯(cuò)誤,請(qǐng)重新輸入！endl; goto

8、 b; else now=trans(str,a); /輸入當(dāng)前磁道號(hào) sum+=abs(cidao0-now);cout磁盤掃描序列為：; for( i=0;im;i+) /輸出磁盤掃描序列 coutcidaoi ; for(i=0,j=1;jm;i+,j+) /求平均尋道長(zhǎng)度 sum+=abs(cidaoj-cidaoi); ave=(float)(sum)/(float)(m); coutendl; cout平均尋道長(zhǎng)度：aveendl;/*最短尋道時(shí)間優(yōu)先調(diào)度算法*/void sstf(int cidao,int m) int k=1; int now,l,r; int i,j,sum

9、=0; int a; char str100; float ave; cidao=bubble(cidao,m); /調(diào)用冒泡排序算法排序 coutstr; /對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性判斷 a=decide(str); if(a=0) cout輸入數(shù)據(jù)的類型錯(cuò)誤,請(qǐng)重新輸入！endl; goto c; else now=trans(str,a); /輸入當(dāng)前磁道號(hào) if(cidaom-1=now) /若當(dāng)前磁道號(hào)大于請(qǐng)求序列中最大者，則直接由外向內(nèi)依次給予各請(qǐng)求服務(wù) cout=0;i-) coutcidaoi=now) /若當(dāng)前磁道號(hào)小于請(qǐng)求序列中最小者，則直接由內(nèi)向外依次給予各請(qǐng)求服務(wù) cout

10、磁盤掃描序列為：; for(i=0;im;i+) coutcidaoicidao0&nowcidaom-1) /若當(dāng)前磁道號(hào)大于請(qǐng)求序列中最小者且小于最大者 cout磁盤掃描序列為：; while(cidaok=0)&(rm) /當(dāng)前磁道在請(qǐng)求序列范圍內(nèi) if(now-cidaol)=(cidaor-now) /選擇與當(dāng)前磁道最近的請(qǐng)求給予服務(wù) coutcidaol ; sum+=now-cidaol; now=cidaol; l=l-1; else coutcidaor ; sum+=cidaor-now; now=cidaor; r=r+1; if(l=-1) /磁頭移動(dòng)到序列的最小號(hào)，返

11、回外側(cè)掃描仍未掃描的磁道 for(j=r;jm;j+) coutcidaoj=0;j-) coutcidaoj ; sum+=cidaom-1-cidao0; ave=(float)(sum)/(float)(m); coutendl; cout平均尋道長(zhǎng)度： aveendl;/*掃描調(diào)度算法*/void scan(int cidao,int m) /先要給出當(dāng)前磁道號(hào)和移動(dòng)臂的移動(dòng)方向 int k=1; int now,l,r,d; int i,j,sum=0; int a; char str100; float ave; cidao=bubble(cidao,m); /調(diào)用冒泡排序算法排序

12、 coutstr; /對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性判斷 a=decide(str); if(a=0) cout輸入數(shù)據(jù)的類型錯(cuò)誤,請(qǐng)重新輸入！endl; goto d; else now=trans(str,a); /輸入當(dāng)前磁道號(hào) if(cidaom-1=now) /若當(dāng)前磁道號(hào)大于請(qǐng)求序列中最大者，則直接由外向內(nèi)依次給予各請(qǐng)求服務(wù),此情況同最短尋道優(yōu)先 cout=0;i-) coutcidaoi=now) /若當(dāng)前磁道號(hào)小于請(qǐng)求序列中最小者，則直接由內(nèi)向外依次給予各請(qǐng)求服務(wù),此情況同最短尋道優(yōu)先 cout磁盤掃描序列為：; for(i=0;im;i+) coutcidaoicidao0&nowci

13、daom-1) /若當(dāng)前磁道號(hào)大于請(qǐng)求序列中最小者且小于最大者 while(cidaoknow) k+; l=k-1; r=k; coutd; if(d=0) /選擇移動(dòng)臂方向向內(nèi)，則先向內(nèi)掃描 cout=0;j-) coutcidaoj ; /輸出向內(nèi)掃描的序列 for(j=r;jm;j+) /磁頭移動(dòng)到最小號(hào)，則改變方向向外掃描未掃描的磁道 coutcidaoj ; /輸出向外掃描的序列 sum=now-2*cidao0+cidaom-1; else /選擇移動(dòng)臂方向向外，則先向外掃描 cout磁盤掃描序列為：; for(j=r;jm;j+) coutcidaoj=0;j-) /磁頭移動(dòng)到

14、最大號(hào)，則改變方向向內(nèi)掃描未掃描的磁道 coutcidaoj ; sum=-now-cidao0+2*cidaom-1; ave=(float)(sum)/(float)(m); coutendl; cout平均尋道長(zhǎng)度： aveendl;/*循環(huán)掃描調(diào)度算法*/void cscan(int cidao,int m) int k=1; int now,l,r; int i,j,sum=0; int a; char str100; float ave; cidao=bubble(cidao,m); /調(diào)用冒泡排序算法排序 coutstr; /對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性判斷 a=decide(str);

15、 if(a=0) cout輸入數(shù)據(jù)的類型錯(cuò)誤,請(qǐng)重新輸入！endl; goto e; else now=trans(str,a); /輸入當(dāng)前磁道號(hào) if(cidaom-1=now) /若當(dāng)前磁道號(hào)大于請(qǐng)求序列中最大者，則直接將移動(dòng)臂移動(dòng)到最小號(hào)磁道依次向外給予各請(qǐng)求服務(wù) cout磁盤掃描序列為：; for(i=0;im;i+) coutcidaoi=now) /若當(dāng)前磁道號(hào)小于請(qǐng)求序列中最小者，則直接由內(nèi)向外依次給予各請(qǐng)求服務(wù),此情況同最短尋道優(yōu)先 cout磁盤掃描序列為：; for(i=0;im;i+) coutcidaoicidao0&nowcidaom-1) /若當(dāng)前磁道號(hào)大于請(qǐng)求序列

16、中最小者且小于最大者 cout磁盤掃描序列為：; while(cidaoknow) /單向反復(fù)地從內(nèi)向外掃描 k+; l=k-1; r=k; for(j=r;jm;j+) coutcidaoj ; /輸出從當(dāng)前磁道向外掃描的序列 for(j=0;jr;j+) /當(dāng)掃描完最大號(hào)磁道，磁頭直接移動(dòng)到最小號(hào)磁道，再向外掃描未掃描的磁道 coutcidaoj ; sum=2*cidaom-1+cidaol-now-2*cidao0; ave=(float)(sum)/(float)(m); coutendl; cout平均尋道長(zhǎng)度： aveendl;void main() int a; int c;

17、/菜單項(xiàng) int cidaomaxsize; int i=0,count; char str100; cout請(qǐng)輸入磁道序列（0結(jié)束）：str; /對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性判斷 a=decide(str); if(a=0) cout輸入數(shù)據(jù)的類型錯(cuò)誤,請(qǐng)重新輸入！str; /對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性判斷 a=decide(str); if(a=0) cout輸入數(shù)據(jù)的類型錯(cuò)誤,請(qǐng)重新輸入！endl; else cidaoi=trans(str,a); i+; count=i-1; /要訪問的磁道數(shù) cout你輸入的磁道序列為：; for(i=0;icount;i+) coutcidaoi ; /輸出磁

18、道序列 coutendl; while(1) coutendl; cout*endl; cout* 系統(tǒng)菜單 *endl; cout*endl; cout* *endl; cout* 1. 先來先服務(wù) *endl; cout* *endl; cout*endl; cout*endl; g:coutstr; /對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性判斷 a=decide(str); if(a=0) cout輸入數(shù)據(jù)的類型錯(cuò)誤,請(qǐng)重新輸入！5) cout數(shù)據(jù)輸入錯(cuò)誤！請(qǐng)重新輸入endl; goto g; switch(c) case 1: /使用fcfs算法 fcfs(cidao,count); break; case 2: /使用sstf算