操作系统实验报告61025111017陈绪群.docx
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操作系统实验报告61025111017陈绪群
实验六磁盘调度算法
学号:
1025111017姓名:
陈绪群任课老师:
骆翔宇
（华侨大学计算机科学与技术学院10网络工程二班）
1．算法思想
（1）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。
（2）算法思想:
1.先来先服务FCFS算法思想
这是一种最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地得到处理，不会出现某一进程的请求长期得不到满足的情况。
但此算法由于未对寻道进行优化，致使平均寻道时间可能较长。
2.最短寻道时间优先SSTF算法思想
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。
但这种算法不能保证平均寻道时间最短。
3.SCAN算法思想
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。
这样自里向外地访问，直至再无更外的磁道需要访问时，才将磁臂换向为自外向里移动。
这时，同样也是每次选择这样的进程来调度，即要访问的磁道在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”现象。
4.循环SCAN算法思想
CSCAN算法规定磁头单向移动，例如，只是自里向外移动，当磁头移到最外的磁道并访问后，磁头立即返回到最里的欲访问的磁道，亦即将最小磁道号紧接着最大磁道号构成循环，进行循环扫描。
2．程序代码
#include
#include
#include
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
intFCFS（vector&TrackOrder,intn,intm）;//先来先服务
voidresult_print（vector&TrackOrder,vector&Distance,double&aveDis）;//结果输出
intSSTF（vector&TrackOrder,intn,intm）;//SSTF
boolisAllVisited（vector&visited）;//判断是否所有的序列已经被访问
intgetMinIndex（vector&TrackOrder,int¤tTrack,//获取磁道号最小磁道的索引
vector&visited,vector&Distance）;
intSCAN（vector&TrackOrder,intn,intm,intDirector）;//SCAN
voidSCAN_min（vector&TrackOrder,vector&Distance,vector&nextTrack,//根据方向所做得操作，操作根据ch来选择
vector&visited,int¤tTrack,charch）;
intgetmaxIndex（vector&TrackOrder,vector&visited,intcurrentTrack）;//获取未访问的序列中磁道号最大的索引值
intgetminIndex（vector&TrackOrder,vector&visited,intcurrentTrack）;//获取未访问的序列中磁道号最小的索引值
intCSCAN（vector&TrackOrder,intn,intm,intDirector）;//CSCAN
intmain（）{
intm;//开始磁盘号
intn;//磁道个数
intDirector;//磁道移动方向
inti,witch;
freopen（"test.txt","r",stdin）;//文件重定向
cout<<"输入磁道个数n:
";//初始化
cin>>n;
cout<cout<<"输入开始磁盘号m:
";
cin>>m;
cout<vectorTrackOrder（n,-1）;//磁盘访问序列
cout<<"磁盘访问序列:
";
for（i=0;icin>>TrackOrder[i];
cout<}
cout<cout<<"算法选择说明:
"<cout<cout<<"磁头移动方向说明:
"<cout<cout<<"请输入算法选择witch:
";//算法选择
while（cin>>witch）{
cout<switch（witch）{
case1:
FCFS（TrackOrder,n,m）;//FCFS
cout<<"请输入算法选择witch:
";
break;
case2:
SSTF（TrackOrder,n,m）;//SSTF
cout<<"请输入算法选择witch:
";
break;
case3:
cout<<"输入磁头移动方向:
";//SCAN
cin>>Director;
cout<SCAN（TrackOrder,n,m,Director）;
cout<<"请输入算法选择witch:
";
break;
case4:
cout<<"输入磁头移动方向:
";//CSCAN
cin>>Director;
cout<CSCAN（TrackOrder,n,m,Director）;
cout<<"请输入算法选择witch:
";
break;
case-1:
cout<<"即将退出程序...."<return0;
default:
cout<<"输入出错,请重新输入所要选择的算法:
";
break;
}
}
return0;
}
//====================================================FCFS==========================================
intFCFS（vector&TrackOrder,intn,intm）{
intcurrentTrack=m,i;//当前磁道
doubleaveDis=0;
vectorDistance（n）;
for（i=0;iDistance[i]=abs（currentTrack-TrackOrder[i]）;
currentTrack=TrackOrder[i];
aveDis+=（1.0*Distance[i]）/n;
}
cout<<"FCFS结果输出:
"<result_print（TrackOrder,Distance,aveDis）;
cout<return0;
}
//====================================================结果输出==========================================
voidresult_print（vector&TrackOrder,vector&Distance,double&aveDis）{
inti,size=Distance.size（）;
cout<<"被访问的下一个磁道号:
";//输出下一个被访问磁道号序列
for（i=0;icout<}
cout<<"\n移动距离:
";//对应的移动距离
for（i=0;icout<}
cout<"<}
//====================================================SSTF==========================================
intSSTF（vector&TrackOrder,intn,intm）{
intcurrentTrack=m,i,index;//当前磁道
doubleaveDis=0;
vectorDistance（n）;//移动距离
vectorvisitIndex;//被访问磁道号的索引
vectorvisited（n,false）;//是否被访问
for（i=0;iif（isAllVisited（visited）==false）{
index=getMinIndex（TrackOrder,currentTrack,visited,Distance）;
visitIndex.push_back（index）;
}
}
//结果输出
cout<<"SSTF结果输出:
\n被访问的下一个磁道号:
";//输出下一个被访问磁道号序列
for（i=0;icout<}
cout<<"\n移动距离:
";
for（i=0;icout<aveDis+=（1.0*Distance[i]）/n;
}
cout<"<return0;
}
//===========================================判断是否所有的序列已经被访问===================================
boolisAllVisited（vector&visited）{
inti,size=visited.size（）;
for（i=0;iif（visited[i]==false）
returnfalse;
}
returntrue;
}
//====================================================找最近磁道号==========================================
intgetMinIndex（vector&TrackOrder,int¤tTrack,vector&visited,vector&Distance）{
inti,size=TrackOrder.size（）;
inttemp;
intmin,minDis;
for（i=0;iif（visited[i]==false）{
min=i;
minDis=abs（currentTrack-TrackOrder[i]）;
break;
}
}
for（i=0;iif（visited[i]==false）{
temp=abs（currentTrack-TrackOrder[i]）;
if（tempmin=i;
minDis=temp;
}
}
}
Distance[min]=abs（currentTrack-TrackOrder[min]）;
currentTrack=TrackOrder[min];
visited[min]=true;
returnmin;
}
//====================================================SCAN=======================================
intSCAN（vector&TrackOrder,intn,intm,intDirector）{
intcurrentTrack=m,i;//当前磁道
doubleaveDis=0;
vectorDistance;//移动距离
vectorvisited（n,false）;
vectornextTrack;
switch（Director）{
case1:
for（i=0;iSCAN_min（TrackOrder,Distance,nextTrack,visited,currentTrack,'>'）;
}
for（i=0;iSCAN_min（TrackOrder,Distance,nextTrack,visited,currentTrack,'<'）;
}
break;
case2:
for（i=0;iSCAN_min（TrackOrder,Distance,nextTrack,visited,currentTrack,'<'）;
}
for（i=0;iSCAN_min（TrackOrder,Distance,nextTrack,visited,currentTrack,'>'）;
}
break;
default:
cout<<"磁盘移动方向不正确....";
return1;
}
//结果输出
cout<<"SCAN结果输出:
\n被访问的下一个磁道号:
";
for（i=0;icout<}
cout<<"\n移动距离:
";
for（i=0;icout<aveDis+=（1.0*Distance[i]）/n;
}
cout<"<return0;
}
//=============================================SCAN根据移动方向获取结果==========================================
voidSCAN_min（vector&TrackOrder,vector&Distance,vector&nextTrack,
vector&visited,int¤tTrack,charch）{
inti,size=TrackOrder.size（）;
intmin=-1,minTrack,temp;
for（i=0;iif（visited[i]==false）{
switch（ch）{
case'>':
if（TrackOrder[i]>currentTrack）{
min=i;
minTrack=TrackOrder[i];
}
break;
case'<':
if（TrackOrder[i]min=i;
minTrack=TrackOrder[i];
}
break;
}
}
}
if（min!
=-1）{
intminDis=abs（currentTrack-TrackOrder[min]）;
//找最近的磁道
for（i=0;iif（visited[i]==false）{
switch（ch）{
case'>':
if（TrackOrder[i]>currentTrack）{
temp=abs（currentTrack-TrackOrder[i]）;
if（tempmin=i;
minTrack=TrackOrder[i];
minDis=temp;
}
}
break;
case'<':
if（TrackOrder[i]temp=abs（currentTrack-TrackOrder[i]）;
if（tempmin=i;
minTrack=TrackOrder[i];
minDis=temp;
}
}
break;
}
}
}
nextTrack.push_back（minTrack）;
visited[min]=true;
Distance.push_back（abs（currentTrack-minTrack））;
currentTrack=minTrack;
}
}
//==================================CSCAN============================================
intCSCAN（vector&TrackOrder,intn,intm,intDirector）{
intcurrentTrack=m,i;//当前磁道
doubleaveDis=0;
intindex;
vectorDistance;//移动距离
vectorvisited（n,false）;
vectornextTrack;
switch（Director）{
case1:
for（i=0;iSCAN_min（TrackOrder,Distance,nextTrack,visited,currentTrack,'>'）;
}
//移动磁头
index=getminIndex（TrackOrder,visited,currentTrack）;
cout<if（index!
=-1）{
nextTrack.push_back（TrackOrder[index]）;
Distance.push_back（abs（currentTrack-TrackOrder[index]））;
currentTrack=TrackOrder[index];
visited[index]=true;
for（i=0;iSCAN_min（TrackOrder,Distance,nextTrack,visited,currentTrack,'>'）;
}
}
break;
case2:
for（i=0;iSCAN_min（TrackOrder,Distance,nextTrack,visited,currentTrack,'<'）;
}
//移动磁头
index=getmaxIndex（TrackOrder,visited,currentTrack）;
if（index!
=-1）{
nextTrack.push_back（TrackOrder[index]）;
Distance.push_back（abs（currentTrack-TrackOrder[index]））;
currentTrack=TrackOrder[index];
visited[index]=true;
for（i=0;iSCAN_min（TrackOrder,Distance,nextTrack,visited,currentTrack,'<'）;
}
}
break;
default:
c
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