操作系统课程设计磁盘调度算法.docx
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操作系统课程设计磁盘调度算法
1. 实验题目:
磁盘调度算法。
建立相应的数据结构；
在屏幕上显示磁盘请求的服务状况；
将一批磁盘请求的情况存磁盘文件，以后可以读出并重放；
计算磁头移动的总距离及平均移动距离；
支持算法：
FIFO、SSTF、SCAN、CSCAN;
2.设计目的:
调度磁盘I/O请求服务，采用好的方式能提高访问时间和带宽。
本实验通过编程对磁盘调度算法的实现，加深对算法的理解，同时通过用C++语言编写程序实现这些算法，并在windos平台上实现，更好的掌握操作系统的原理以及实现方法，提高综合运用专业课知识的能力。
3.任务及要求
3.1设计任务
编程实现下述磁盘调度算法，并求出每种算法的平均寻道长度：
1、 先来先服务算法（FCFS）
2、 最短寻道时间算法（SSTF）
3、 扫描算法（SCAN）
4、 循环扫描算法（CSCAN）
3.2设计要求
对用户指定的磁盘调度请求序列，基于以上四种算法，实现各自的调度顺序并输出，同时计算出各种算法下的平均寻道长度。
4.算法及数据结构
4.1算法的总体思想
queue[n]为请求调度序列，diskrode为磁盘磁道数，headstarts为正在调度的磁道
①先来先服务算法（FCFS）
按queue[n]数组的顺序进行磁盘调度，将前一个调度磁道与下一个调度磁道的差值累加起来，得到总的寻道长度，再除以n得到平均寻道长度。
②最短寻道时间优先算法（SSTF）
将queue[n]进行由小到大的排序，首先定位当前调度磁headstarts在queue[n]的位置，通过循环语句找出离起始磁头最短的位置。
③扫描算法（SCAN）
将queue[n]进行由小到大的排序，首先定位当前调度磁headstarts在queue[n]的位置，然后在此位置按给定的方向遍历queue[n]，当道端点（queue[0]或queue[n-1]）时，再在定位处反向遍历到另一端。
当调度磁道不在queue端点时，总的寻道长度为为前一个磁道与后一个磁
道差值的累加，当到达端点且queue[n]未全调度时，总寻道长度加上端点值再加上下一个调度磁道的值，再按前面的算法进行，直到磁道全部都调度完毕，得到总的寻道长度，除以n得到平均寻道长度。
④循环扫描算法（CSCAN）
将queue[n]进行由小到大的排序，首先定位当前调度磁headstarts在queue[n]的位置，然后在此位置按给定的方向遍历queue[n]，当道端点（queue[0]或queue[n-1]）时，反向到另一端点再以此方向进行遍历，直到queue[n]中所有都调度完。
当调度磁道不在queue端点时，总的寻道长度为为前一个磁道与后一个磁道差值的累加，当到达端点且queue[n]未全调度时，总寻道长度加上端点值再加上磁盘磁道总长度，再加上下一个调度磁道的值，再按前面的算法进行，直到磁道全部都调度完毕，得到总的寻道长度，除以n得到平均寻道长度。
5、源代码：
#include
#include
#include
voidmenu（）
{
cout<<"*********************菜单*********************"< cout<<"******1、先来先服务算法（FCFS） **********"< cout<<"******2、最短寻道时间优先算法（SSTF）**********"< cout<<"******3、扫描算法（SCAN） **********"< cout<<"******4、循环扫描算法（CSCAN） **********"< cout<<"******5、退出 **********"< cout<<"**********************************************"<}
/*======================初始化序列=======================*/
voidinit（intqueue[],intqueue_copy[],intn）
{
inti;
for（i=0;i queue[i]=queue_copy[i];
}
//对当前正在执行的磁道号进行定位，返回磁道号小于当前磁道中最大的一个
intfix（intqueue[],intn,intheadstarts）
{
inti=0;
while（iqueue[i]）
{
i++;
}
if（i>n-1）
returnn-1; //当前磁道号大于磁盘请求序列中的所有磁道
if（i==0）
return-1; //当前磁道号小于磁盘请求序列中的所有磁道
else
returni-1; //返回小于当前磁道号中最大的一个
}
/*=================使用冒泡算法从小到大排序==============*/
int*bubble（intqueue[],intm）
{
inti,j;
inttemp;
for（i=0;i for（j=i+1;j {
if（queue[i]>queue[j]）
{
temp=queue[i];
queue[i]=queue[j];
queue[j]=temp;
}
}
cout<<"排序后的磁盘序列为：
";
for（i=0;i {
cout< }
cout< returnqueue;
}
/*====================以下是FCFS算法==================*/
voidFCFS（intqueue[],intn,intdiskrode,intheadstarts） //queue是请求调度序列，n为其个数，diskroad为磁盘磁道数，headstarts为正在调度的磁道
{
cout<<"************以下为FCFS调度算法***********"< inti;
intcount=0;
if（headstarts>queue[0]）
count+=headstarts-queue[0];
else
count+=queue[0]-headstarts;
cout<<"调度序列为:
";
cout< for（i=0;i {
cout< if（queue[i]>queue[i+1]）
count+=queue[i]-queue[i+1];
else
count+=queue[i+1]-queue[i];
}
cout< cout< cout<<"总的寻道长度为:
"< cout<<"平均寻道长度为:
"<}
/*=====================SSTF算法====================*/
voidSSTF（intqueue[],intn,intdiskrode,intheadstarts）
{
intk=1;
intl,r;
inti,j,count=0;
queue=bubble（queue,n）;
cout<<"************以下为SSTF调度算法***********"< if（queue[n-1]<=headstarts） //若当前磁道号大于请求序列中最大者，则直接由外向内依次给予各请求服务
{
cout<<"磁盘扫描序列为：
";
cout< for（i=n-1;i>=0;i--）
cout< count=headstarts-queue[0];
}
if（queue[0]>=headstarts） //若当前磁道号小于请求序列中最小者，则直接由内向外依次给予各请求服务
{
cout<<"磁盘扫描序列为：
";
cout< for（i=0;i cout< count=queue[n-1]-headstarts;
}
if（headstarts>queue[0]&&headstarts {
cout<<"磁盘扫描序列为：
";
cout< while（queue[k] {
k++;
}
l=k-1;
r=k;
while（（l>=0）&&（r {
if（ （headstarts-queue[l]）<（queue
-headstarts））
{
cout< count+=headstarts-queue[l];
headstarts=queue[l];
l=l-1;
}
else
if（（headstarts-queue[l]）==（queue-headstarts））
{
cout< count+=headstarts-queue[l];
headstarts=queue[l];
l=l-1;
}
else
{
cout< count+=queue-headstarts;
headstarts=queue;
r=r+1;
}
}
if（l==-1） //磁头移动到序列的最小号，返
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