操作系统实验报告之磁盘调度算法

时间：2024.4.14

操作系统实验四：磁盘调度算法

时间：20##-12-20

地点：计算机实验机房2

实验人：朱蓉蓉学号：E01114336

本次实验主要进行磁盘调度算法中的FCFS.SSTF,SCAN算法的编程。

实验代码如下：

#include<iostream>

#include<stdio.h>

#include<iomanip>

#include<math.h>

using namespace std;

const int Max=100;

int TrackOrder[Max]; //磁道号

int MoveDistance[Max]; //----移动距离;

int FindOrder[Max]; //-----寻好序列。

double AverageDistance; //-----平均寻道长度

bool direction; //-----方向 true时为向外，false为向里

int BeginNum; //----开始磁道号。

int M; //----磁道数。

int N; //-----提出磁盘I/O申请的进程数

int SortOrder[Max]; //----排序后的序列

bool Finished[Max];

void Inith()

{

cout<<"请输入磁道数：";

cin>>M;

cout<<"请输入提出磁盘I/O申请的进程数:";

cin>>N;

cout<<"请依次输入要访问的磁道号：";

for(int i=0;i<N;i++)

cin>>TrackOrder[i];

for(int j=0;j<N;j++)

MoveDistance[j]=0;

cout<<"请输入开始磁道号：";

cin>>BeginNum;

for(int k=0;k<N;k++)

Finished[k]=false;

for(int l=0;l<N;l++)

SortOrder[l]=TrackOrder[l];

}

//=====================排序函数，将各进程申请的磁道按从小到大排列=================

void Sort()

{ //------冒泡排序

int temp;

for(int i=N-1;i>=0;i--)

for(int j=0;j<i;j++)

{

if(SortOrder[j]>SortOrder[j+1])

{

temp=SortOrder[j];

SortOrder[j]=SortOrder[j+1];

SortOrder[j+1]=temp;

}

//============先来先服务=================================

void FCFS()

{

int temp;

temp=BeginNum; //--------将BeginNum赋给temp作为寻道时的当前所在磁道号

for(int i=0;i<N;i++)

{

MoveDistance[i]=abs(TrackOrder[i]-temp); //-------计算移动磁道数

temp=TrackOrder[i]; //-------寻到后，将此道作为当前所在磁道号，赋给temp

FindOrder[i]=TrackOrder[i]; //-----寻好的赋给寻好序列

}

//========最短寻道法=============================

void SSTF()

{

int temp,n;

int A=M;

temp=BeginNum; //--------将BeginNum赋给temp作为寻道时的当前所在磁道号

for(int i=0;i<N;i++)

{

for(int j=0;j<N;j++) //-------寻找最短的寻道长度

{

if(abs(TrackOrder[j]-temp)<A&&Finished[j]==false)

{

A=abs(TrackOrder[j]-temp);

n=j;

}

else continue;

}

Finished[n]=true; //-------将已经寻找到的Finished赋值为true

MoveDistance[i]=A; //-------寻道长度

temp=TrackOrder[n]; //-------当前寻道号。

A=M; //-----重置A值

FindOrder[i]=TrackOrder[n]; //----寻好的赋给寻好序列

}

//=====================SCAN,扫描算法==========================

void SCAN()

{

int m,n,temp;

temp=BeginNum;

Sort(); //------排序

cout<<"请选择开始方向：1--向外;0---向里"; //------选择扫描方向

cin>>m;

if(m==1)

direction=true;

else if(m==0)

direction=false;

else

cout<<"输入错误";

for(int i=0;i<N;i++)

{

if(SortOrder[i]<BeginNum)

continue;

else

{

n=i;

break;

}

if(direction==true) //------选择向外

{

for(int i=n;i<N;i++)

{

MoveDistance[i-n]=abs(SortOrder[i]-temp);

temp=SortOrder[i];

FindOrder[i-n]=SortOrder[i];

}

for(int j=n-1;j>=0;j--)

{

MoveDistance[N-1-j]=abs(SortOrder[j]-temp);

temp=SortOrder[j];

FindOrder[N-1-j]=SortOrder[j];

}

else //-------选择向里

{

for(int i=n-1;i>=0;i--)

{

MoveDistance[N-i-4]=abs(SortOrder[i]-temp);

temp=SortOrder[i];

FindOrder[N-i-4]=SortOrder[i];

}

for(int j=n;j<N;j++)

{

MoveDistance[j]=abs(SortOrder[j]-temp);

temp=TrackOrder[j];

FindOrder[j]=SortOrder[j];

}

//========计算平均寻道时间==============

void Count()

{

int Total=0;

for(int i=0;i<N;i++)

{

Total+=MoveDistance[i];

}

AverageDistance=((double)Total)/((double)N);

}

void Show()

{

cout<<"================从"<<BeginNum<<"号磁道开始====================="<<endl;

cout<<setw(20)<<"被访问的下一个磁道号"<<setw(20)<<"移动距离(磁道数)"<<endl;

for(int i=0;i<N;i++)

{

cout<<setw(15)<<FindOrder[i]<<setw(15)<<MoveDistance[i]<<endl;

}

cout<<setw(20)<<"平均寻道长度:"<<AverageDistance<<endl;

cout<<endl;

}

int main()

{

int y=1;

int s;

Inith();

while(y)

{

cout<<endl;

cout<<"**********************************************"<<endl;

cout<<"****** 磁盘调度算法 ******"<<endl;

cout<<"**********************************************"<<endl;

cout<<"*** ***"<<endl;

cout<<"** 1. 先来先服务 **"<<endl;

cout<<"** **"<<endl;

cout<<"** 2. 最短寻道时间优先 **"<<endl;

cout<<"** **"<<endl;

cout<<"** 3. 扫描调度 **"<<endl;

cout<<"*** ***"<<endl;

cout<<"**********************************************"<<endl;

cout<<"请选择算法:";

cin>>s;

switch(s)

{

case 1:FCFS();Count();Show();break;

case 2:SSTF();Count();Show();break;

case 3:SCAN();Count();Show();break;

}

cout<<"是否继续选择寻道算法？1--是；2--否";

int p;

cin>>p;

y=p;

}

return 0;

}

实验结果截图：

FCFS:

SSTF:

SCAN 向外

SCAN 向内

第二篇：操作系统磁盘调度算法

#include<stdio.h>

#include<math.h>

#include<stdlib.h>

#define N 20

typedef struct

{

int num;//磁道

int flag;//1个标记量

}V,*v;

//********************************************************************* void Initial(v *a,int n)

{//初始化磁道请求

printf("请输入请求顺序（磁道范围是0 - 199）:\n");

for(int i = 1;i <= n;i++)

{

a[i] = (v)malloc(sizeof(V));

if(!a[i]) exit(-1);

scanf("%d",&a[i]->num);

a[i]->flag = 0;

}

//*********************************************************************** void FCFS(v *a,int start,int n)

{//先到先服务算法

int temp = start;

float s = 0;

printf("---------------------------FCFS调度算法----------------------------\n"); for(int i = 1;i <= n; i++)

{

temp = abs(a[i]->num - temp);

s += temp;

a[i]->flag = i;

temp = a[i]->num;

}

int temp2;

for(i = n;i >= 1;i--)

{//冒泡排序，按照磁道访问的先后顺序重新排列数组a,用于输出调度顺序 for(int j = 1;j < i;j ++)

{

if(a[j]->flag> a[j+1]->flag)

{

temp = a[j]->flag;

temp2 = a[j]->num;

a[j]->flag = a[j+1]->flag;

a[j]->num = a[j+1]->num;

a[j+1]->flag = temp;

a[j+1]->num = temp2;

}

printf("调度序列为：\n");

printf("%d—>",start);

for(i = 1;i <= n; i++)

{

printf("%d —> ",a[i]->num);

}

printf("\n");

printf("寻道长度是%f",s);printf("\n");

printf("平均寻道长度是%f",s/n);

printf("\n");

printf("---------------------------FCFS调度算法----------------------------\n");

}

//************************************************************************ int Find(v *a,int n,int start)

{//找到离开始磁道最近的一项，返回下标

int p;

for(int i = 1;i < n;i++)

{

if((a[i]->num <= start) && (start <=a[i+1]->num ))

{

if(abs(a[i]->num - start) < abs(a[i+1]->num - start))

{

p = i;

}

else

{

p= i+1;

}

return p;

}

void SSTF(v *a,int start,int n)

{//最短寻道时间调度算法

int temp;

int pr,pl;//分别标记离磁头最近的那个磁道在数组中的下标的前一个和后一个 float s = 0; //用来计算寻道长度 temp = start; printf("---------------------------SSTF调度算法----------------------------\n"); for(int i = n;i >= 1;i--) {//冒泡排序,把磁道按由小到大的顺序排列 for(int j = 1;j < i;j ++) { if(a[j]->num > a[j+1]->num) { temp = a[j]->num; a[j]->num = a[j+1]->num; a[j+1]->num = temp; } } } printf("排序后\n"); for(int j=1;j<=n;j++) printf("%d ",a[j]->num); printf("\n"); int p,x; p = Find(a,n,start); x = p; pr = p + 1; pl = p - 1; if(start <= a[1]->num) {//磁头在最左边 s =(float)(a[1]->num-start); printf("调度序列为：\n"); printf("%d—>",start); for(i = 1;i <= n; i++) { if(i!=1) { s+=a[i]->num-a[i-1]->num; } printf("%d —> ",a[i]->num); } printf("\n"); printf("寻道长度为%f",s); printf("\n"); printf("平均寻道长度是%f",s/n); printf("\n"); }

else if(start >= a[n]->num) {//磁头在最右边 s =(float)(start-a[n]->num); printf("调度序列为：\n"); printf("%d—>",start); for(i = n; i >= 1; i--) { if(i!=1) { s += a[i]->num-a[i-1]->num; } printf("%d —> ",a[i]->num); } printf("\n"); printf("寻道长度为%f",s); printf("平均寻道长度是%f",s/n); printf("\n"); } else {//磁头在中间 printf("调度序列为：\n"); printf("%d—>",start); printf("%d —> ",a[p]->num); s = (float)(a[p]->num - start); while(1) { if(abs(a[pl]->num - a[p]->num) <= abs(a[p]->num - a[pr]->num)) { s += a[p]->num-a[pl]->num; p = pl; printf("%d —> ",a[p]->num); pl--; if(pl==0) { s += a[pr]->num-a[1]->num; s += a[n]->num-a[pr]->num; for(int i=pr;i<=n;i++) { printf(" %d—>",a[i]->num); } break; } }

else

{

s += a[pr]->num-a[p]->num;

p = pr;

printf("%d —> ",a[p]->num);

pr++;

if(pr==n+1)

{

s += a[n]->num-a[pl]->num;

s += a[pl]->num-a[1]->num;

for(int i=pl;i>=1;i--)

{

printf("%d —> ",a[i]->num);

}

break;

}

printf("\n");

printf("寻道长度为%f",s);

printf("\n");

printf("平均寻道长度是%f",s/n);

printf("\n");

}

printf("---------------------------SSTF调度算法----------------------------\n");

}

//********************************************************************** void SCAN(v *a,int start,int n)

{//电梯算法

int l = 0 ;//用于设置访问磁道的flag

int temp,temp2;

for(int i = n;i >= 1;i--)

{//冒泡排序,把磁道按由小到大的顺序排列

for(int j = 1;j < i;j ++)

{

if(a[j]->num > a[j+1]->num)

{

temp = a[j]->num;

a[j]->num = a[j+1]->num;

a[j+1]->num = temp;

}

} int p,x; p = Find(a,n,start); x = p; float s = 0; int toleft,toright; printf("---------------------------SCAN调度算法----------------------------\n"); if(abs(start - a[1]->num) < abs(a[n]->num - start)) toleft = 1;//磁头离最左端的磁道近 else toright = 1;//磁头离最右端的磁道近 temp = start; if(toleft == 1) {//先向0磁道方向访问 while(p != 0) { temp = abs(a[p]->num - temp); s += temp; l += 1; temp = a[p]->num; a[p]->flag = l; p--; } s += a[1]->num - 0; temp = 0; x = x + 1; while(x != n) { temp = abs(a[x]->num - temp); s += temp; l += 1; temp = a[x]->num; a[x]->flag =l; x++; } for(i = n;i >= 1;i--) {//冒泡排序，按照访问的顺序将数组重新排列 for(int j = 1;j < i;j ++) { if(a[j]->flag> a[j+1]->flag) { temp = a[j]->flag; temp2 = a[j]->num; a[j]->flag = a[j+1]->flag;

a[j]->num = a[j+1]->num; a[j+1]->flag = temp; a[j+1]->num = temp2; } } } printf("调度序列为：\n"); printf("%d—>",start); for(i = 1;i <= n; i++) { printf("%d —> ",a[i]->num); } printf("\n"); printf("寻道长度是%f",s);printf("\n"); printf("平均寻道长度是%f",s/n); printf("\n"); } if(toright == 1) {//先向199磁道方向访问 while(p != n+1) { temp = abs(a[p]->num - temp); s += temp;l += 1; temp = a[p]->num; a[p]->flag = l; p++; } s += abs(199 - a[n]->num); temp = 199; x = x - 1; while(x != 0) { temp = abs(a[x]->num - temp); s += temp; l += 1; temp = a[x]->num; a[x]->flag =l; x--; } for(i = n;i >= 1;i--) {//冒泡排序,按照访问的顺序将数组重新排列 for(int j = 1;j < i;j ++) { if(a[j]->flag> a[j+1]->flag)

{

temp = a[j]->flag;

temp2 = a[j]->num;

a[j]->flag = a[j+1]->flag;

a[j]->num = a[j+1]->num;

a[j+1]->flag = temp;

a[j+1]->num = temp;

}

printf("调度序列为：\n");

printf("%d—>",start);

for(i = 1;i <= n; i++)

{

printf("%d —> ",a[i]->num);

}

printf("\n");

printf("寻道长度是%f",s);printf("\n");

printf("平均寻道长度是%f",s/n);

printf("\n");

}

printf("---------------------------SCAN调度算法----------------------------\n");

}

//*************************************************************************

void CSCAN(v *a,int start,int n)

{//

int temp,temp2;

int l = 0;

for(int i = n;i >= 1;i--)

{//冒泡排序

for(int j = 1;j < i;j ++)

{

if(a[j]->num > a[j+1]->num)

{

temp = a[j]->num;

a[j]->num = a[j+1]->num;

a[j+1]->num = temp;

}

int p,x; p = Find(a,n,start); x = p; float s = 0; temp = start; printf("---------------------------CSCAN调度算法----------------------------\n"); if((n - p) >= p ) {//右边的磁道数比左边的磁道数多 while(p != n+1) { temp = abs(a[p]->num - temp); s += temp;l += 1; temp = a[p]->num;a[p]->flag = l; p++; } s += abs(199 - a[n]->num); temp = 0; x = x + 1; i = 1; while(i != x) { temp = abs(a[i]->num - temp); s += temp;l += 1; temp = a[i]->num; a[i]->flag = l; i++; } for(i = n;i >= 1;i--) {//冒泡排序,按照访问的顺序将数组重新排列 for(int j = 1;j < i;j ++) { if(a[j]->flag> a[j+1]->flag) { temp = a[j]->flag; temp2 = a[j]->num; a[j]->flag = a[j+1]->flag; a[j]->num = a[j+1]->num; a[j+1]->flag = temp; a[j+1]->num = temp2; } } } printf("调度序列为：\n"); printf("%d—>",start);

for(i = 1;i <= n; i++) { printf("%d —> ",a[i]->num); } printf("\n"); printf("寻道长度是%f",s);printf("\n"); printf("平均寻道长度是%f",s/n); printf("\n"); } else {//左边的磁道数比右边的磁道数多 while(p != 0) { temp = abs(a[p]->num - temp); s += temp;l += 1; temp = a[p]->num; a[p]->flag = l; p--; } s += a[1]->num - 0; temp = 199; i = n; while(i != x) { temp = abs(a[i]->num - temp); s += temp; temp = a[i]->num;l += 1; a[i]->flag =l; i--; } for(i = n;i >= 1;i--) {//冒泡排序,按照访问的顺序将数组重新排列 for(int j = 1;j < i;j ++) { if(a[j]->flag> a[j+1]->flag) { temp = a[j]->flag; temp2 = a[j]->num; a[j]->flag = a[j+1]->flag; a[j]->num = a[j+1]->num; a[j+1]->flag = temp; a[j+1]->num = temp2; } }

}

printf("调度序列为：\n");

printf("%d—>",start);

for(i = 1;i <= n; i++)

{

printf("%d —> ",a[i]->num);

}

printf("\n");

printf("寻道长度是%f",s);printf("\n");

printf("平均寻道长度是%f",s/n);

printf("\n");

}

printf("---------------------------CSCAN调度算法----------------------------\n"); }

//************************************************************************** void main()

{

int n;//

v a[N];

int start;//磁头开始的位置

int choice;//用于标记操作的序号

printf("******************************磁盘调度算****************************\n");

printf(" ");printf("1.FCFS调度算法\n");

printf(" ");printf("2.SSTF调度算法\n");

printf(" ");printf("3.SCAN调度算法\n");

printf(" ");printf("4.CSCAN调度算法\n");

printf(" ");printf("5.退出\n");

printf("******************************磁盘调度算****************************\n");

printf("请输入请求的柱面数 :");

scanf("%d",&n);

printf("请输入磁头开始的位置:");

scanf("%d",&start);

Initial(a,n);

while(1)

{

printf("请选择你要的操作序号\n");

scanf("%d",&choice);

switch(choice){

case 1:FCFS(a,start,n);break;

case 2:SSTF(a,start,n);break;

case 3:SCAN(a,start,n);break; 法法

} } case 4:CSCAN(a,start,n);break; case 5:exit(-1); default:printf("你输入的操作序号有误！"); } printf("\n");

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