磁盘调度算法求平均寻道长度.docx
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磁盘调度算法求平均寻道长度
磁盘调度算法求平均寻道长度
磁盘是可供多个进程共享的设备，当有多个进程都要求访问磁盘时，应采
用一种最佳调度算法，以使各进程对磁盘的平均访问时间最小。
由于在访问磁
盘的时间中，主要是寻道时间，因此，磁盘调度的目标，是使磁盘的平均寻道
时间最少。
目前常用的磁盘调度算法有：
先来先服务、最短寻道时间优先及扫
描算法。
1、FCFS
最简单的调度算法是“先来先服务”调度算法，这个算法实际上不考虑访
问者要求访问的物理位置，而只是考虑访问者提出访问请求的先后次序。
例如，如果现在读写磁头正在50号柱面上执行输出操作，而等待访问者
依次要访问的柱面为130、199、32、159、15、148、61、99，那么，当50号
柱面上的操作结束后，移动臂将按请求的先后次序先移到130号柱面，最后到
达99号柱面。
采用先来先服务算法决定等待访问者执行输入输出操作的次序时，移动臂
来回地移动。
先来先服务算法花费的寻找时间较长，所以执行输入输出操作的
总时间也很长。
它是从就绪队列中选择一个估计运行时间最短的进程，将处理器分配给该
进程，使之占有处理器并执行，直到该进程完成或因发生事件而阻塞，然后退
出处理器，再重新调度。
单项扫描调度算法的基本思想是，不考虑访问者等待的先后次序，总是从
0号柱面开始向里道扫描，按照各自所要访问的柱面位置的次序去选择访问
者。
在移动臂到达最后一个柱面后，立即快速返回到0号柱面，返回时不为任何的访问者等待服务。
在返回到0号柱面后，再次进行扫描。
对上述相同的例子采用单向扫描调度算法的执行次序
由于该例中已假定读写的当前位置在50号柱面，所以，指示了从50号柱面继续向里扫描，依次为61、99、130、148、159、199各柱面的访问者服务，此时移动臂已经是最内的柱面，于是立即返回到0号柱面，重新扫描，依次为15、32号柱面的访问者服务。
当磁头刚从里向外移动而越过了某一磁道进,恰好又有一进程请求访问此磁道,这时,该进程必须等待,待磁头继续从里向外,然后再从外向里扫描完所有要访问的磁道后,才处理该进程的请求,致使该进程的请求被大大地推迟。
为
减少这种延迟,CSCAN算法规定磁头单向移动。
#include"stdio.h"
#include"math.h"
FCFS（）
{/**/
intnowtrack,totalnum,i;/*totalnumnowtrack*/
int*Track;
intnum=0;
printf（"\nPleaseinputnowTracknum:
"）;
scanf（"%d",&nowtrack）;
printf（"\nPleaseinputtotalnum:
"）;
scanf（"%d",&totalnum）;
Track=（int*）malloc（totalnum*sizeof（int））;/**/
printf（"\nPleaseinputtracknum:
\n"）;/**/
for（i=0;i{
printf（"\n"）;
scanf（"%d",&Track[i]）;
}
for（i=0;i{/**/
num=abs（nowtrack-Track[i]）+num;
nowtrack=Track[i];
}
printf（"\nSearchTrackqueueis:
"）;
for（i=0;i{
printf（"%d",Track[i]）;
}
printf（"\n\nTotalsearchdistanceis%d",num）;
printf（"\n\nAveragesearchdistanceis%f",（float）num/（float）totalnum）;
}
SSTF（）
{/**/
intnowtrack,totalnum,i,j,k,t=0,num=0;
int*Track;/*Trackarray*/
int*ptrack;/*Track*/
printf（"\nPleaseinputnowTracknum:
"）;
scanf（"%d",&nowtrack）;
printf（"\nPleaseinputtotalnum:
"）;
scanf（"%d",&totalnum）;
Track=（int*）malloc（totalnum*sizeof（int））;
ptrack=（int*）malloc（totalnum*sizeof（int））;
printf（"\nPleaseinputtracknum:
"）;
for（i=0;i{
printf（"\n"）;
scanf（"%d",&Track[i]）;
}
for（j=0;jfor（i=0;iif（Track[i]>=Track[i+1]）
{t=Track[i];Track[i]=Track[i+1];Track[i+1]=t;}
if（Track[0]>=nowtrack）
{/**/
for（t=0;t{
num=num+abs（nowtrack-Track[t]）;
nowtrack=Track[t];
ptrack[t]=Track[t];
}
}
else
{
if（Track[totalnum-1]<=nowtrack）
{/**/
for（t=totalnum-1;t>=0;t--）
{
num=num+abs（nowtrack-Track[t]）;
nowtrack=Track[t];
ptrack[t]=Track[t];
}
}
else
{
for（i=0;i{
if（Track[i]<=nowtrack&&Track[i+1]>=nowtrack）
{/**/
if（abs（nowtrack-Track[i]）>=abs（nowtrack-Track[i+1]））
{
for（k=i+1;k{
num=num+abs（nowtrack-Track[k]）;
nowtrack=Track[k];
ptrack[k]=Track[k];
}
for（k=i;k>=0;k--）
{
num=num+abs（nowtrack-Track[k]）;
nowtrack=Track[k];
ptrack[k]=Track[k];
}
}
else
{
for（k=i;k>0;k--）
{
num=num+abs（nowtrack-Track[k]）;
nowtrack=Track[k];
ptrack[k]=Track[k];
}
for（k=i+1;k{
num=num+abs（nowtrack-Track[k]）;
nowtrack=Track[k];
ptrack[k]=Track[k];
}
}
}
}
}
}
printf（"\nSearchTrackqueueis:
"）;
for（i=0;i{
printf（"%d",ptrack[i]）;
}
printf（"\ntotalsearchdistanceis%d",num）;
printf（"\n\nAveragesearchdistanceis%f",（float）num/（float）totalnum）;
}
SCAN（）
{/**/
intnowtrack,totalnum,i,num=0,j,t=0;
int*Track;
int*ptrack;/*Track*/
num=0;
printf（"\nPleaseinputnowTracknum:
"）;
scanf（"%d",&nowtrack）;
printf（"\nPleaseinputtotalnum:
"）;
scanf（"%d",&totalnum）;
Track=（int*）malloc（totalnum*sizeof（int））;
ptrack=（int*）malloc（totalnum*sizeof（int））;
printf（"\nPleaseinputtracknum:
"）;
for（i=0;i{
printf（"\n"）;
scanf（"%d",&Track[i]）;
}
for（j=0;jfor（i=0;iif（Track[i]>Track[i+1]）
{t=Track[i];Track[i]=Track[i+1];Track[i+1]=t;}
if（Track[0]>=nowtrack）
/**/
for（t=0;t{
num=num+abs（nowtrack-Track[t]）;
nowtrack=Track[t];
ptrack[t]=Track[t];
}
else
{
if（Track[totalnum-1]<=nowtrack）
{/**/
for（t=totalnum-1;t>=0;t--）
{
num=num+abs（nowtrack-Track[t]）;
nowtrack=Track[t];
ptrack[t]=Track[t];
}
}
else
{
for（i=0;i{
if（nowtrack>=Track[i]&&Track[i+1]>=nowtrack）
{
for（t=i+1;t{
num=num+abs（nowtrack-Track[t]）;
nowtrack=Track[t];
ptrack[t]=Track[t];
}
for（t=i;t>=0;t--）
{
num=num+abs（nowtrack-Track[t]）;
nowtrack=Track[t];
ptrack[t]=Track[t];
}
}
}
}
}
printf（"\nSearchTrackqueueis:
"）;
for（i=0;i{
printf（"%d",ptrack[i]）;
}
printf（"\nTotalsearchdistanceis%d",num）;
printf（"\n\nAveragesearchdistanceis%f",（float）num/（float）totalnum）;
}
CSCAN（）
{/**/
intnowtrack,totalnum,i,num=0,j,t=0;
int*Track;
int*ptrack;/*Track*/
num=0;
printf（"\nPleaseinputnowTracknum:
"）;
scanf（"%d",&nowtrack）;
printf（"\nPleaseinputtotalnum:
"）;
scanf（"%d",&totalnum）;
Track=（int*）malloc（totalnum*sizeof（int））;
ptrack=（int*）malloc（totalnum*sizeof（int））;
printf（"\nPleaseinputtracknum:
"）;
for（i=0;i{
printf（"\n"）;
scanf（"%d",&Track[i]）;
}
for（j=0;jfor（i=0;iif（Track[i]>Track[i+1]）
{t=Track[i];Track[i]=Track[i+1];Track[i+1]=t;}
if（Track[0]>=nowtrack）
/**/
for（t=0;t{
num=num+abs（nowtrack-Track[t]）;
nowtrack=Track[t];
ptrack[t]=Track[t];
}
else
{
if（Track[totalnum-1]<=nowtrack）
{/**/
for（t=0;t{
num=num+abs（nowtrack-Track[t]）;
nowtrack=Track[t];
ptrack[t]=Track[t];
}
}
else
{
for（i=0;i{
if（nowtrack>=Track[i]&&Track[i+1]>=nowtrack）
{
for（t=i+1;t{
num=num+abs（nowtrack-Track[t]）;
nowtrack=Track[t];
ptrack[t]=Track[t];
}
for（t=0;t<=i;t++）
{
num=num+abs（nowtrack-Track[t]）;
nowtrack=Track[t];
ptrack[t]=Track[t];
}
}
}
}
}
printf（"\nSearchTrackqueueis:
"）;
for（i=0;i{
printf（"%d",ptrack[i]）;
}
printf（"totalsearchdistanceis%d",num）;
printf（"\n\nAveragesearchdistanceis%f",（float）num/（float）totalnum）;
}
main（）
{/**/
intend;
while（end!
=NULL）
{
intAlgorithm;
printf（"***************************************program*************
*********************\n"）;
printf（"\nPleasechooseanalgorithm:
（1--4）\n"）;
printf（"\n0.EXIT1.FCFS2.SSTF3.SCAN4.CSCAN\n"）;
printf（"\nAlgorithm:
"）;
scanf（"%d",&Algorithm）;
switch（Algorithm）
{
case0:
exit（）;
case1:
printf（"YoualreadaychooseFCFSAlgorithm!
\n"）;
FCFS（）;
break;
case2:
printf（"YoualreadaychooseSSTFAlgorithm!
\n"）;
SSTF（）;
break;
case3:
printf（"YoualreadaychooseSCANAlgorithm!
\n"）;
SCAN（）;
break;
case4:
printf（"YoualreadaychooseCSCANAlgorithm!
\n"）;
CSCAN（）;
break;
default:
break;
}
printf（"\n\nAreyoucontinue:
（Input0stopandinput1continue!
）\n"）;
scanf（"%d",&end）;
}
getch（）;
}
此结构图是以SCAN磁盘调度算法为例：
假设磁道数为0——199，我们申请调度的盘块儿分别在45,50,90,123,253磁道上。
当前硬盘磁头在第100号磁道。
输入总的磁道数
输入当前磁道数
分别输入各磁道数
寻找100以外的磁寻找100以内的磁
道，进行差运算道，进行差运算
将差值进行加法运算，然后除以磁道
个数，即得到平均寻道长度
在磁盘调度算法中，分别用到了这四种不理原理的调度方法，实现了不同
方式的运行结果，FCFS算法仅适用于请求磁盘I/O的进程数目少的场合。
SCAN算法的应用，避免了出现“饥饿”现象的发生。
对于FCFS算法，是先进来的数据先使用；对于SSTF算法，是寻找离给定的磁道数最近的磁道，然
后做差运算，最后求平均得出平均寻道长度；对于SCAN算法，是先找离第100磁道以外的磁道数，而后再去找离第100磁道以内的磁道数，分别做差运
行，最后求平均得出平均寻道长度。
对于CSCAN算法，则恰恰与SCAN算法是相反过程的，也能很好的求出平均得出平均寻道长度。
参考文献：
1、《计算机操作系统》汤子瀛哲凤屏汤小丹西安电子科技大学出版社2、《计算机操作系统教程》周长林左万历高等教育出版社
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