FIFO磁盤調(diào)度算法操作系統(tǒng)課程設(shè)計報告

1、哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計（計算機操作系統(tǒng)）題目： fifo磁盤調(diào)度算法 班級： 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11.1 題目分析11.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)11.3 流程圖11.4 實現(xiàn)技術(shù)21.5 設(shè)計結(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 以實例說明運行過程16第1章1fifo磁盤調(diào)度算法課程設(shè)計1.1 題目分析本課程設(shè)計的目的是通過設(shè)計一個磁盤調(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)度的特點更簡單明了，能使使用者加深對先來先服務(wù)磁盤調(diào)度

2、算法的理解。這是一種比較簡單的磁盤調(diào)度算法。它根據(jù)進(jìn)程請求訪問磁盤的先后次序進(jìn)行調(diào)度。此算法的優(yōu)點是公平、簡單，且每個進(jìn)程的請求都能依次得到處理，不會出現(xiàn)某一進(jìn)程的請求長期得不到滿足的情況。此算法由于未對尋道進(jìn)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(jìn)程得到服務(wù)的響應(yīng)時間的變化幅度較小。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，按先來先服務(wù)的策略輸出磁盤請求序列，求平均尋道長度，輸出移動平均磁道數(shù)。主要代碼：for(i=0,j=1;j<m;i+,j+) sum+=a

3、bs(arrayj-arrayi); ave=(float)(sum)/(float)(m);1.3 流程圖fifo算法流程圖:輸入磁道號求平均尋道長度輸出移動的平均磁道數(shù)按輸入順序?qū)⒋诺佬蛄休敵鲩_始結(jié)束1.4 實現(xiàn)技術(shù)為實現(xiàn)上述設(shè)計，采用c+語言，vs2008開發(fā)環(huán)境。具體采用的技術(shù)如下：（1）（2）實現(xiàn)步驟如下： （1）輸入磁道序列、當(dāng)前磁道號 （2）fifo磁盤調(diào)度 （3）輸出平均磁道數(shù)運行結(jié)果如下：1.5 設(shè)計結(jié)論和心得通過課程設(shè)計得到如下結(jié)論：（1）本系統(tǒng)具有很強的健壯性，當(dāng)輸入錯誤數(shù)據(jù)類型時，系統(tǒng)提示用戶輸入的數(shù)據(jù)類型錯誤，讓用戶重新輸入，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不會因為用戶的誤操作而致

4、使系統(tǒng)癱瘓；雖然是在dos狀態(tài)下，但是本系統(tǒng)界面還是設(shè)計的比較漂亮的，具有比較好的交互性；對于軟件中的重用代碼，設(shè)計成一個函數(shù)，實現(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)計出一個圖形化界面，使用戶操作更加簡單，明了。有如下幾點心得體會：（1）通過此次課程設(shè)計，我對操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識了解得更透徹了，同時對磁盤調(diào)度的四種算法先來先服務(wù)算法（fcfs）、最短尋道時間優(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，使我能夠為磁盤調(diào)度選擇適當(dāng)?shù)乃惴?，提高cpu工作效率。設(shè)計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

5、收，我深刻認(rèn)識到算法的邏輯性對程序的重要影響，算法的準(zhǔn)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。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<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<iostream.h>#include<math.h>#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!=&

6、#39;0') if(stri<'0'|stri>'9')return 0;break;i+;return i;/*將字符串轉(zhuǎn)換成數(shù)字*/int trans(char str,int a) /將字符串轉(zhuǎn)換成數(shù)字int i;int sum=0;for(i=0;i<a;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;i<m;i+) /使

7、用冒泡法按從小到大順序排列 for(j=i+1;j<m;j+) if(cidaoi>cidaoj) temp=cidaoi; cidaoi=cidaoj; cidaoj=temp; cout<<"排序后的磁盤序列為：" for( i=0;i<m;i+) /輸出排序結(jié)果 cout<<cidaoi<<" " cout<<endl; return cidao; /*先來先服務(wù)調(diào)度算法*/void fcfs(int cidao,int m) /磁道號數(shù)組，個數(shù)為m int now;/當(dāng)前磁道號 i

8、nt sum=0; /總尋道長度 int j,i;int a;char str100; float ave; /平均尋道長度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<<cidaoi<<" " cout<<endl; cout<<"請輸入當(dāng)前的磁道號：" b: cin>>str; /對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性判斷 a=decide(str); if(a=0) cout<<"

9、;輸入數(shù)據(jù)的類型錯誤,請重新輸入！"<<endl; goto b; else now=trans(str,a); /輸入當(dāng)前磁道號 sum+=abs(cidao0-now);cout<<"磁盤掃描序列為：" for( i=0;i<m;i+) /輸出磁盤掃描序列 cout<<cidaoi<<" " for(i=0,j=1;j<m;i+,j+) /求平均尋道長度 sum+=abs(cidaoj-cidaoi); ave=(float)(sum)/(float)(m); cout<&l

10、t;endl; cout<<"平均尋道長度："<<ave<<endl;/*最短尋道時間優(yōu)先調(diào)度算法*/void sstf(int cidao,int m) int k=1; int now,l,r; int i,j,sum=0; int a; char str100; float ave; cidao=bubble(cidao,m); /調(diào)用冒泡排序算法排序 cout<<"請輸入當(dāng)前的磁道號：" c: cin>>str; /對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性判斷 a=decide(str); if(a=0)

11、cout<<"輸入數(shù)據(jù)的類型錯誤,請重新輸入！"<<endl; goto c; else now=trans(str,a); /輸入當(dāng)前磁道號 if(cidaom-1<=now) /若當(dāng)前磁道號大于請求序列中最大者，則直接由外向內(nèi)依次給予各請求服務(wù) cout<<"磁盤掃描序列為：" for(i=m-1;i>=0;i-) cout<<cidaoi<<" " sum=now-cidao0; if(cidao0>=now) /若當(dāng)前磁道號小于請求序列中最小者，則直

12、接由內(nèi)向外依次給予各請求服務(wù) cout<<"磁盤掃描序列為：" for(i=0;i<m;i+) cout<<cidaoi<<" " sum=cidaom-1-now; if(now>cidao0&&now<cidaom-1) /若當(dāng)前磁道號大于請求序列中最小者且小于最大者 cout<<"磁盤掃描序列為：" while(cidaok<now) /確定當(dāng)前磁道在已排的序列中的位置，后面的算法都用到了，可以直接復(fù)制后少量修改，節(jié)省時間。 k+; l=k-

13、1; r=k; while(l>=0)&&(r<m) /當(dāng)前磁道在請求序列范圍內(nèi) if(now-cidaol)<=(cidaor-now) /選擇與當(dāng)前磁道最近的請求給予服務(wù) cout<<cidaol<<" " sum+=now-cidaol; now=cidaol; l=l-1; else cout<<cidaor<<" " sum+=cidaor-now; now=cidaor; r=r+1; if(l=-1) /磁頭移動到序列的最小號，返回外側(cè)掃描仍未掃描的磁道 fo

14、r(j=r;j<m;j+) cout<<cidaoj<<" " sum+=cidaom-1-cidao0; else /磁頭移動到序列的最大號，返回內(nèi)側(cè)掃描仍未掃描的磁道 for(j=l;j>=0;j-) cout<<cidaoj<<" " sum+=cidaom-1-cidao0; ave=(float)(sum)/(float)(m); cout<<endl; cout<<"平均尋道長度： "<<ave<<endl;/*掃描

15、調(diào)度算法*/void scan(int cidao,int m) /先要給出當(dāng)前磁道號和移動臂的移動方向 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 cout<<"請輸入當(dāng)前的磁道號："d: cin>>str; /對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性判斷 a=decide(str); if(a=0) cout<<"輸入數(shù)據(jù)的類型錯誤,請重新輸入！"<<endl

16、; goto d; else now=trans(str,a); /輸入當(dāng)前磁道號 if(cidaom-1<=now) /若當(dāng)前磁道號大于請求序列中最大者，則直接由外向內(nèi)依次給予各請求服務(wù),此情況同最短尋道優(yōu)先 cout<<"磁盤掃描序列為：" for(i=m-1;i>=0;i-) cout<<cidaoi<<" " sum=now-cidao0; if(cidao0>=now) /若當(dāng)前磁道號小于請求序列中最小者，則直接由內(nèi)向外依次給予各請求服務(wù),此情況同最短尋道優(yōu)先 cout<<&qu

17、ot;磁盤掃描序列為：" for(i=0;i<m;i+) cout<<cidaoi<<" " sum=cidaom-1-now; if(now>cidao0&&now<cidaom-1) /若當(dāng)前磁道號大于請求序列中最小者且小于最大者 while(cidaok<now) k+; l=k-1; r=k; cout<<"請輸入當(dāng)前移動臂的移動的方向 (1 表示向外 ，0表示向內(nèi)) : " cin>>d; if(d=0) /選擇移動臂方向向內(nèi)，則先向內(nèi)掃描 cou

18、t<<"磁盤掃描序列為：" for(j=l;j>=0;j-) cout<<cidaoj<<" " /輸出向內(nèi)掃描的序列 for(j=r;j<m;j+) /磁頭移動到最小號，則改變方向向外掃描未掃描的磁道 cout<<cidaoj<<" " /輸出向外掃描的序列 sum=now-2*cidao0+cidaom-1; else /選擇移動臂方向向外，則先向外掃描 cout<<"磁盤掃描序列為：" for(j=r;j<m;j+) c

19、out<<cidaoj<<" " /輸出向外掃描的序列 for(j=l;j>=0;j-) /磁頭移動到最大號，則改變方向向內(nèi)掃描未掃描的磁道 cout<<cidaoj<<" " sum=-now-cidao0+2*cidaom-1; ave=(float)(sum)/(float)(m); cout<<endl; cout<<"平均尋道長度： "<<ave<<endl;/*循環(huán)掃描調(diào)度算法*/void cscan(int cidao,

20、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 cout<<"請輸入當(dāng)前的磁道號：" e: cin>>str; /對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性判斷 a=decide(str); if(a=0) cout<<"輸入數(shù)據(jù)的類型錯誤,請重新輸入！"<<endl; goto e; else now=trans(str,a); /輸入當(dāng)前磁道號 if(ci

21、daom-1<=now) /若當(dāng)前磁道號大于請求序列中最大者，則直接將移動臂移動到最小號磁道依次向外給予各請求服務(wù) cout<<"磁盤掃描序列為：" for(i=0;i<m;i+) cout<<cidaoi<<" " sum=now-2*cidao0+cidaom-1; if(cidao0>=now) /若當(dāng)前磁道號小于請求序列中最小者，則直接由內(nèi)向外依次給予各請求服務(wù),此情況同最短尋道優(yōu)先 cout<<"磁盤掃描序列為：" for(i=0;i<m;i+) cou

22、t<<cidaoi<<" " sum=cidaom-1-now; if(now>cidao0&&now<cidaom-1) /若當(dāng)前磁道號大于請求序列中最小者且小于最大者 cout<<"磁盤掃描序列為：" while(cidaok<now) /單向反復(fù)地從內(nèi)向外掃描 k+; l=k-1; r=k; for(j=r;j<m;j+) cout<<cidaoj<<" " /輸出從當(dāng)前磁道向外掃描的序列 for(j=0;j<r;j+) /

23、當(dāng)掃描完最大號磁道，磁頭直接移動到最小號磁道，再向外掃描未掃描的磁道 cout<<cidaoj<<" " sum=2*cidaom-1+cidaol-now-2*cidao0; ave=(float)(sum)/(float)(m); cout<<endl; cout<<"平均尋道長度： "<<ave<<endl;void main() int a; int c; /菜單項 int cidaomaxsize; int i=0,count; char str100; cout<&

24、lt;"請輸入磁道序列（0結(jié)束）："<<endl; a:cin>>str; /對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性判斷 a=decide(str); if(a=0) cout<<"輸入數(shù)據(jù)的類型錯誤,請重新輸入！"<<endl; goto a;/輸入錯誤，跳轉(zhuǎn)到a，重新輸入 else cidaoi=trans(str,a); i+; while(cidaoi-1!=0) cin>>str; /對輸入數(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

25、型錯誤,請重新輸入！"<<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;i<count;i+) cout<<cidaoi<<" " /輸出磁道序列 cout<<endl; while(1) cout<<endl; cout<<"*"<<endl; cout<<"* 系統(tǒng)菜單 *&quo

26、t;<<endl; cout<<"*"<<endl; cout<<"* *"<<endl; cout<<"* 1. 先來先服務(wù) *"<<endl; cout<<"* *"<<endl; cout<<"*"<<endl; cout<<"*"<<endl; g:cout<<"請選擇算法："f:cin>>str; /對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性判斷 a=decide(s