武汉理工大学
学生实验报告书
实验课程名称 计算机操作系统
开 课 学 院 计算机科学与技术学院
指导老师姓名 蔡菁
学 生 姓 名 常云鹏
学生专业班级 计算机1304
2015 — 2016 学年 第 一 学期
实验项目名称：磁盘调度
设计目的、功能与要求：
设计目的和功能：任选一种计算机高级语言编程模拟实现磁盘调度功能。
选择1-2种磁盘调度算法实现（先来先服务、最短寻道时间优先、电梯调度）
输入当前磁头的位置、磁头的方向、磁道访问请求序列等
能显示磁盘调度结果，并计算磁头移动的总磁道数
功能框图：
源代码：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<iostream.h>
#include<math.h>
#define maxnumber 1000
int decide(char str[]) //判断输入数据是否有效
{
int i=0;
while(str[i]!='\0')
{
if(str[i]<'0'||str[i]>'9')
{
return 0;
break;
}
i++;
}
return i;
}
int trans(char str[],int a) //将字符串转换成数字
{
int i;
int sum=0;
for(i=0;i<a;i++)
{
sum=sum+(int)((str[i]-'0')*pow(10,a-i-1));
}
return sum;
}
int *bubble(int cidao[],int m)
{
int i,j;
int t;
for(i=0;i<m;i++) //使用冒泡法按从小到大顺序排列
for(j=i+1;j<m;j++)
{
if(cidao[i]>cidao[j])
{
t=cidao[i];
cidao[i]=cidao[j];
cidao[j]=t;
}
}
cout<<"排序后的磁盘序列为：";
for( i=0;i<m;i++) //输出排序结果
{
cout<<cidao[i]<<" ";
}
cout<<endl;
return cidao;
}
void FCFS(int cidao[],int m) //磁道号数组，个数为m
{
int n;//当前磁道号
int sum=0; //总寻道长度
int j,i;
int b;
char str[100];
float ave; //平均寻道长度
cout<<"磁盘请求序列为：";
for( i=0;i<m;i++) //按先来先服务的策略输出磁盘请求序列
{
cout<<cidao[i]<<" ";
}
cout<<endl;
cout<<"请输入当前的磁道号：";
B: cin>>str; //对输入数据进行有效性判断
b=decide(str);
if(b==0)
{
cout<<"输入数据的类型错误,请重新输入！"<<endl;
goto B;
}
else
n=trans(str,b); //输入当前磁道号
sum+=abs(cidao[0]-n); cout<<"磁盘扫描序列为：";
for( i=0;i<m;i++) //输出磁盘扫描序列
{
cout<<cidao[i]<<" ";
}
for(i=0,j=1;j<m;i++,j++) //求平均寻道长度
{
sum+=abs(cidao[j]-cidao[i]);
ave=(float)(sum);
}
cout<<endl;
cout<<"总寻道长度："<<ave<<endl;
}
void SSTF(int cidao[],int m)
{
int r=1;
int n,l,s;
int i,j,sum=0;
int a;
char str[100];
float ave;
cidao=bubble(cidao,m); //调用冒泡排序算法排序
cout<<"请输入当前的磁道号：";
C: cin>>str; //对输入数据进行有效性判断
a=decide(str);
if(a==0)
{
cout<<"输入数据的类型错误,请重新输入！"<<endl;
goto C;
}
else
n=trans(str,a); //输入当前磁道号
if(cidao[m-1]<=n) //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：";
for(i=m-1;i>=0;i--)
cout<<cidao[i]<<" ";
sum=n-cidao[0];
}
if(cidao[0]>=n) //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：";
for(i=0;i<m;i++)
cout<<cidao[i]<<" ";
sum=cidao[m-1]-n;
}
if(n>cidao[0]&&n<cidao[m-1]) //若当前磁道号大于请求序列中最小者且小于最大者
{
cout<<"磁盘扫描序列为：";
while(cidao[r]<n) //确定当前磁道在已排的序列中的位置，后面的算法都用到了，可以直接复制后少量修改，节省时间。
{
r++;
}
l=r-1;
s=r;
while((l>=0)&&(s<m)) //当前磁道在请求序列范围内
{
if((n-cidao[l])<=(cidao[s]-n)) //选择与当前磁道最近的请求给予服务
{
cout<<cidao[l]<<" ";
sum+=n-cidao[l];
n=cidao[l];
l=l-1;
}
else
{
cout<<cidao[s]<<" ";
sum+=cidao[s]-n;
n=cidao[s];
s=s+1;
}
}
if(l==-1) //磁头移动到序列的最小号，返回外侧扫描仍未扫描的磁道
{
for(j=s;j<m;j++)
{
cout<<cidao[j]<<" ";
}
sum+=cidao[m-1]-cidao[0];
}
else //磁头移动到序列的最大号，返回内侧扫描仍未扫描的磁道
{
for(j=l;j>=0;j--)
{ cout<<cidao[j]<<" ";
}
sum+=cidao[m-1]-cidao[0];
}
}
ave=(float)(sum);
cout<<endl;
cout<<"总寻道长度： "<<ave<<endl;
}
void SCAN(int cidao[],int m) //先要给出当前磁道号和移动臂的移动方向
{
int r=1;
int n,l,s,d;
int i,j,sum=0;
int a;
char str[100];
float ave;
cidao=bubble(cidao,m); //调用冒泡排序算法排序
cout<<"请输入当前的磁道号：";
D: cin>>str; //对输入数据进行有效性判断
a=decide(str);
if(a==0)
{
cout<<"输入数据的类型错误,请重新输入！"<<endl;
goto D;
}
else
n=trans(str,a); //输入当前磁道号
if(cidao[m-1]<=n) //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,此情况同最短寻道优先
{
cout<<"磁盘扫描序列为：";
for(i=m-1;i>=0;i--)
cout<<cidao[i]<<" ";
sum=n-cidao[0];
}
if(cidao[0]>=n) //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,此情况同最短寻道优先
{
cout<<"磁盘扫描序列为：";
for(i=0;i<m;i++)
cout<<cidao[i]<<" ";
sum=cidao[m-1]-n; }
if(n>cidao[0]&&n<cidao[m-1]) //若当前磁道号大于请求序列中最小者且小于最大者
{
while(cidao[r]<n)
{
r++;
}
l=r-1;
s=r;
cout<<"请输入当前移动臂的移动的方向 (1 表示向外 ，0表示向内) : ";
cin>>d;
if(d==0) //选择移动臂方向向内，则先向内扫描
{
cout<<"磁盘扫描序列为：";
for(j=l;j>=0;j--)
{
cout<<cidao[j]<<" "; //输出向内扫描的序列
}
for(j=s;j<m;j++) //磁头移动到最小号，则改变方向向外扫描未扫描的磁道
{
cout<<cidao[j]<<" "; //输出向外扫描的序列
}
sum=n-2*cidao[0]+cidao[m-1];
}
else //选择移动臂方向向外，则先向外扫描
{
cout<<"磁盘扫描序列为：";
for(j=s;j<m;j++)
{
cout<<cidao[j]<<" "; //输出向外扫描的序列
}
for(j=l;j>=0;j--) //磁头移动到最大号，则改变方向向内扫描未扫描的磁道
{
cout<<cidao[j]<<" ";
}
sum=-n-cidao[0]+2*cidao[m-1];
}
}
ave=(float)(sum);
cout<<endl;
cout<<"总寻道长度： "<<ave<<endl;
}
void CSCAN(int cidao[],int m)
{
int r=1;
int n,l,s;
int i,j,sum=0;
int a;
char str[100];
float ave;
cidao=bubble(cidao,m); //调用冒泡排序算法排序
cout<<"请输入当前的磁道号：";
E: cin>>str; //对输入数据进行有效性判断
a=decide(str);
if(a==0)
{
cout<<"输入数据的类型错误,请重新输入！"<<endl;
goto E;
}
else
n=trans(str,a); //输入当前磁道号
if(cidao[m-1]<=n) //若当前磁道号大于请求序列中最大者，则直接将移动臂移动到最小号磁道依次向外给予各请求服务
{
cout<<"磁盘扫描序列为：";
for(i=0;i<m;i++)
cout<<cidao[i]<<" ";
sum=n-2*cidao[0]+cidao[m-1];
}
if(cidao[0]>=n) //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,此情况同最短寻道优先
{
cout<<"磁盘扫描序列为：";
for(i=0;i<m;i++)
cout<<cidao[i]<<" ";
sum=cidao[m-1]-n;
}
if(n>cidao[0]&&n<cidao[m-1]) //若当前磁道号大于请求序列中最小者且小于最大者
{
cout<<"磁盘扫描序列为：";
while(cidao[r]<n) //单向反复地从内向外扫描
{
r++;
}
l=r-1;
s=r; for(j=s;j<m;j++)
{
cout<<cidao[j]<<" "; //输出从当前磁道向外扫描的序列
}
for(j=0;j<s;j++) //当扫描完最大号磁道，磁头直接移动到最小号磁道，再向外扫描未扫描的磁道
{
cout<<cidao[j]<<" ";
}
sum=2*cidao[m-1]+cidao[l]-n-2*cidao[0];
}
ave=(float)(sum);
cout<<endl;
cout<<"总寻道长度： "<<ave<<endl;
}
void main()
{
int a;
int c; //菜单项
int cidao[maxnumber];
int i=0,count;
char str[100];
cout<<"请输入磁道序列（0结束）："<<endl;
A:cin>>str; //对输入数据进行有效性判断
a=decide(str);
if(a==0)
{
cout<<"输入数据的类型错误,请重新输入！"<<endl;
goto A;//输入错误，跳转到A，重新输入
}
else
cidao[i]=trans(str,a);
i++;
while(cidao[i-1]!=0)
{
cin>>str; //对输入数据进行有效性判断
a=decide(str);
if(a==0)
cout<<"输入数据的类型错误,请重新输入！"<<endl;
else
{
cidao[i]=trans(str,a);
i++;
}
}
count=i-1; //要访问的磁道数
cout<<"你输入的磁道序列为：";
for(i=0;i<count;i++)
{
cout<<cidao[i]<<" "; //输出磁道序列
}
cout<<endl;
while(1)
{
cout<<endl;
cout<<"********************************"<<endl;
cout<<"* *"<<endl;
cout<<"* 1. 先 来 先 服 务 *"<<endl;
cout<<"* 2. 最 短 寻 道 时 间 优 先 *"<<endl;
cout<<"* 3. 扫 描 调 度 *"<<endl;
cout<<"* 4. 循 环 扫 描 *"<<endl;
cout<<"* 5. 退 出 *"<<endl;
cout<<"* *"<<endl;
cout<<"********************************"<<endl;
G:cout<<"请选择算法：";
F:cin>>str; //对输入数据进行有效性判断
a=decide(str);
if(a==0)
{
cout<<"输入数据的类型错误,请重新输入！"<<endl;
goto F;//输入错误，跳转到F，重新输入
}
else
c=trans(str,a);
if(c==5)
break;
if(c>5)
{
cout<<"数据输入错误！请重新输入"<<endl;
goto G;
}
switch(c)
{
case 1: //使用FCFS算法
FCFS(cidao,count);
break;
case 2: //使用SSTF算法
SSTF(cidao,count);
break;
case 3: //使用SCAN算法
SCAN(cidao,count);
break;
case 4: //使用CSCAN算法 CSCAN(cidao,count);
break;
}
}
}
运行结果：
自我评价与总结：
通过本次的实验，我知道了怎样更好的将书本上的知识与实际结合起来，同时也发现了自身存在的许多不良习惯与毛病。我发现了我很多学习中的不足之处，本来开始的时候对磁盘调度问题不是很了解，对于代码无从下手。在网上查阅有关资料后，对这个问题有了自己的看法，也有了思路。 在试验过程中遇到了很多的问题，在与同学的共同探讨之下将问题结局，总之，这次实验让我学到了很多有用的东西。