操作系統(tǒng)課程設(shè)計報告-磁盤調(diào)度先來先服務(wù)算法

-.z.《操作系統(tǒng)原理》課程設(shè)計報告書題目：磁盤調(diào)度先來先服務(wù)算法學(xué)號：學(xué)生**：專業(yè)：計算機科學(xué)與技術(shù)指導(dǎo)教師：2014年5月29目錄84591功能描述1213741.1功能實現(xiàn)思想1208121.2功能詳述1164172系統(tǒng)設(shè)計19862.1系統(tǒng)總體設(shè)計279592.1.1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述192042.1.2函數(shù)功能分析1138092.1.2程序函數(shù)調(diào)用關(guān)系2290062.2系統(tǒng)詳細設(shè)計2285252.2.1設(shè)計任務(wù)261092.2.2設(shè)計要求2235072.2.3算法思想299962.2.4FCFS算法流程圖3146023系統(tǒng)實現(xiàn)319514系統(tǒng)測試與分析4184664.1系統(tǒng)運行結(jié)果4192634.2系統(tǒng)運行結(jié)果分析4224405總結(jié)51564參考文獻5230附：源程序代碼614985教師評分表91功能描述根據(jù)進程請求訪問磁盤的先后次序進行調(diào)度，從而計算出磁頭移動的總距離和平均尋道長度。1.1功能實現(xiàn)思想這是一種比較簡單的磁盤調(diào)度算法。它根據(jù)進程請求訪問磁盤的先后次序進行調(diào)度。此算法的優(yōu)點是公平、簡單，且每個進程的請求都能依次得到處理，不會出現(xiàn)*一進程的請求長期得不到滿足的情況。此算法由于未對尋道進行優(yōu)化，在對磁盤的訪問請求比較多的情況下，此算法將降低設(shè)備服務(wù)的吞吐量，致使平均尋道時間可能較長，但各進程得到服務(wù)的響應(yīng)時間的變化幅度較小。1.2功能詳述根據(jù)進程請求訪問磁盤的先后次序進行調(diào)度，首先根據(jù)提示輸入總的磁道數(shù)、提出磁盤I/O申請的進程數(shù)、開始磁道號和磁道序列。通過程序調(diào)用函數(shù)輸出磁盤請求序列和磁盤掃描序列，從而計算出磁頭移動的總距離和平均尋道長度。2系統(tǒng)設(shè)計2.1系統(tǒng)總體設(shè)計2.1.1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述voidFCFS(intcidao[],intm)輸入磁道號，按先來先服務(wù)的策略輸出磁盤請求序列和磁盤掃描序列，求移動的總距離和平均尋道長度，輸出移動的總磁道數(shù)和平均尋道長度。2.1.2函數(shù)功能分析由于一開始要對鍵盤輸入的磁道數(shù)和要使用的算法進行一次有效性的判斷，我使用了intdecide(charstr[])，如果輸入的信息不是0~9之間的數(shù)都將被判定為不合法，合法后才能進行下一步。判斷完合法性后，要將輸入的字符轉(zhuǎn)化為數(shù)字，這里我用了inttrans(charstr[],inta)。先來先服務(wù)調(diào)度算法我使用了voidFCFS(intcidao[],intm)，該算法主要完成按原來鍵盤輸入的次序來尋道，然后輸出移動的總磁道數(shù)和平均尋道長度。2.1.2程序函數(shù)調(diào)用關(guān)系下圖為磁盤調(diào)度算法之先來先服務(wù)的函數(shù)之間的調(diào)用關(guān)系，主函數(shù)調(diào)用子函數(shù)，子函數(shù)也可以調(diào)用子函數(shù)。main（）main（）trans（）decide（）FCFS（）trans（）decide（）FCFS（）圖1程序函數(shù)調(diào)用關(guān)系2.2系統(tǒng)詳細設(shè)計2.2.1設(shè)計任務(wù)本系統(tǒng)采用先來先服務(wù)算法FCFS，來實現(xiàn)磁盤調(diào)度的模擬。2.2.2設(shè)計要求根據(jù)磁盤調(diào)度算法的思想，編程實現(xiàn)求先來先服務(wù)算法的平均尋道長度。2.2.3算法思想先來先服務(wù)的算法，即先來的請求先被響應(yīng)。FCFS算法看起來是比較合理的算法，但是當請求頻率過高的時候FCFS算法的響應(yīng)時間就會大大的延長，這也是最基本的算法，直接實現(xiàn)的是由輸入的順序來順序的執(zhí)行。2.2.4FCFS算法流程圖開始輸入總的磁道數(shù)開始輸入總的磁道數(shù)輸入提出磁盤I/O申請的進程數(shù)輸入提出磁盤I/O申請的進程數(shù)輸入磁道序列（以0結(jié)束）輸入磁道序列（以0結(jié)束）輸入開始的磁道號輸出磁盤請求序列和掃描序列輸出磁盤請求序列和掃描序列求移動的總的磁道數(shù)求移動的總的磁道數(shù)求平均尋道長度結(jié)束結(jié)束圖2FCFS算法流程圖3系統(tǒng)實現(xiàn)1）開發(fā)環(huán)境：Window72）開發(fā)工具和編程語言開發(fā)工具：VisualC++6.0編程語言：C++4系統(tǒng)測試與分析4.1系統(tǒng)運行結(jié)果圖3運行結(jié)果4.2系統(tǒng)運行結(jié)果分析根據(jù)系統(tǒng)提示進行輸入數(shù)據(jù)，如輸入的總磁道數(shù)為9，磁盤I/O申請的進程數(shù)為9，輸入的磁道系列為555839189016015038184，輸入開始磁道號：100（當輸入的數(shù)據(jù)類型有誤是，會提醒重新輸入），可以得到磁盤請求的序列和掃描的序列都為555839189016015038184，也得到了移動的總磁道數(shù)為498和平均尋道長度為55.3333。實驗結(jié)果符合預(yù)想的結(jié)果。5總結(jié)通過本次課程設(shè)計，我對磁盤的調(diào)度算法之先來先服務(wù)有了更深的了解，但在本次課程設(shè)計過程也遇到了一些問題，最后在同學(xué)的幫助下通過各種嘗試，發(fā)現(xiàn)需將字符轉(zhuǎn)化成數(shù)字，這也算是一個不小的收獲吧?？傮w而言，本次課設(shè)讓我學(xué)會了很多，也讓我對以前學(xué)過的知識回顧了很多，本次課程設(shè)計涉及的算法并不難，都是些基本的算法，所以告訴我們要打好基礎(chǔ)，學(xué)好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也是很重要的。還有就是讓我對操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識了解得更透徹了。我深刻認識到算法的邏輯性對程序的重要影響，算法的準確度對程序運行結(jié)果的重要影響，這對我以后在操作系統(tǒng)的學(xué)習(xí)中有極大幫助。參考文獻【1】湯小丹湯子瀛《計算機操作系統(tǒng)》（第三版）**電子科技大學(xué)【2】付永華王素立薛海燕《C++高級語言程序設(shè)計》中國電力【3】*海云《計算機操作系統(tǒng)原理實驗指導(dǎo)書》中國電力附：源程序代碼*include<stdio.h>*include<stdlib.h>*include<math.h>*include<iostream>usingnamespacestd;*definema*size100//定義最大數(shù)組域intdecide(charstr[])//判斷輸入數(shù)據(jù)是否有效{inti=0; while(str[i]!='\0') { if(str[i]<'0'||str[i]>'9') { return0; break; } i++; } returni;}inttrans(charstr[],inta)//將字符串轉(zhuǎn)換成數(shù)字{ inti; intsum=0; for(i=0;i<a;i++) { sum=sum+(int)((str[i]-'0')*pow(10,a-i-1)); } returnsum;}voidFCFS(intcidao[],intm)//磁道號數(shù)組，個數(shù)為m{intbeginnumber;//開始的磁道號intsum=0;//總尋道長度intj,i; inta;//字符串個數(shù) charstr[100];floatave;//平均尋道長度 B:cout<<"請輸入開始的磁道號：";cin>>str;//對輸入數(shù)據(jù)進行有效性判斷a=decide(str);if(a==0) { cout<<"輸入數(shù)據(jù)的類型錯誤,請重新輸入！"<<endl; gotoB;//輸入錯誤，跳轉(zhuǎn)到B，重新輸入 }else beginnumber=trans(str,a);//輸入開始的磁道號sum+=abs(cidao[0]-beginnumber); cout<<"磁盤請求序列為：";for(i=0;i<m;i++)//按先來先服務(wù)的策略輸出磁盤請求序列{cout<<cidao[i]<<"";} cout<<endl; cout<<"磁盤掃描序列為：";for(i=0;i<m;i++)//輸出磁盤掃描序列{cout<<cidao[i]<<"";}for(i=0,j=1;j<m;i++,j++)//求平均尋道長度{sum+=abs(cidao[j]-cidao[i]);ave=(float)(sum)/(float)(m);}cout<<endl; cout<<"移動的總磁道數(shù)為："<<sum<<endl;cout<<"平均尋道長度："<<ave<<endl;}voidmain(){cout<<""<<endl;cout<<"計算機科學(xué)與技術(shù)"<<endl;cout<<"111006333"<<endl;cout<<"*愿麗"<<endl;cout<<""<<endl;inta; intcidao[ma*size];inti=0,number;intn;cout<<"請輸入總磁道數(shù)：";cin>>n;cout<<endl;intm;cout<<"請輸入提出磁盤I/O申請的進程數(shù)：";cin>>m;cout<<endl;charstr[100];A:cout<<"請輸入磁道序列（0結(jié)束）："<<endl;cin>>str;//對輸入數(shù)據(jù)進行有效性判斷a=decide(str);if(a==0){ cout<<"輸入數(shù)據(jù)的類型錯誤,請重新輸入！"<<endl; gotoA;//輸入錯誤，跳轉(zhuǎn)到A，重新輸入} else cidao[i]=trans(str,a);i++;while(cidao[i-1]!=0){ cin>>str;//對輸入數(shù)據(jù)進行有效性判斷a=decide(str);if(a==0) cout<<"輸入數(shù)據(jù)的類型錯誤,請重新輸入！"<<endl;else { cidao[i]=trans(str,a);i++; }}number=i-1;//要訪問的磁道數(shù)cout<<"您輸入的磁道序列為：";for(i=0;i<number;i++){cout<<cidao[i]<<"";//輸出磁道序列}cout<<endl;FCF