《操作系统》实验六：磁盘调度算法

【实验题目】：磁盘调度算法

【实验学时】：4学时

【实验目的】

通过这次实验，加深对磁盘调度算法的理解，进一步掌握先来先服务FCFS，最短寻道时间优先SSTF，SCAN和循环SCAN算法的实现方法。

【实验内容】

问题描述：

设计程序模拟先来先服务FCFS，最短寻道时间优先SSTF，SCAN和循环SCAN算法的工作过程。假设有n个磁道号所组成的磁道访问序列，给定开始磁道号m和磁头移动的方向（正向或者反向），分别利用不同的磁盘调度算法访问磁道序列，给出每一次访问的磁头移动距离，计算每种算法的平均寻道长度。

程序要求如下：

1）利用先来先服务FCFS，最短寻道时间优先SSTF，SCAN和循环SCAN算法模拟磁道访问过程。

2）模拟四种算法的磁道访问过程，给出每个磁道访问的磁头移动距离。

3）输入：磁道个数n和磁道访问序列，开始磁道号m和磁头移动方向（对SCAN和循环SCAN算法有效），算法选择1-FCFS，2-SSTF，3-SCAN，4-循环SCAN。

4）输出：四种算法的每次磁头移动寻道长度和平均寻道长度。

核心算法：

FIFO：

SSTF：

SCAN：

C-SCAN

源代码：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include"stdio.h"
#include"stdlib.h"
#define maxsize 1000 //定义最大数组域
//先进先出调度算法
void FCFS(int array[], int m)
{int sum = 0, j, i, now;float avg;printf("\n 请输入当前的磁道号： ");scanf("%d", &now);printf("\n FCFS 调度结果: ");printf("%d ", now);for (i = 0; i < m; i++) printf("%d ", array[i]);sum = abs(now - array[0]);for (j = 1; j < m; j++) sum += abs(array[j] - array[j - 1]); //累计总的移动距离avg = (float)sum / m;//计算平均寻道长度printf("\n 移动的总道数： %d \n", sum);printf(" 平均寻道长度： %.1f \n", avg);
}
//最短服务时间优先调度算法
void SSTF(int array[], int m)
{int temp;int k = 1;int now, l, r;int i, j, sum = 0;float avg;for (i = 0; i < m; i++){for (j = i + 1; j < m; j++) //对磁道号进行从小到大排列{if (array[i] > array[j])//两磁道号之间比较{temp = array[i];array[i] = array[j];array[j] = temp;}}}for (i = 0; i < m; i++) //输出排序后的磁道号数组printf("%d ", array[i]);printf("\n 请输入当前的磁道号： ");scanf("%d", &now);printf("\n SSTF 调度结果: ");if (array[m - 1] <= now)//判断整个数组里的数是否都小于当前磁道号{for (i = m - 1; i >= 0; i--) //将数组磁道号从大到小输出printf("%d ", array[i]);sum = now - array[0];//计算移动距离}else if (array[0] >= now)//判断整个数组里的数是否都大于当前磁道号{for (i = 0; i < m; i++) //将磁道号从小到大输出printf("%d ", array[i]);sum = array[m - 1] - now;//计算移动距离}else{while (array[k] < now)//逐一比较以确定 K 值{k++;}l = k - 1;r = k;//确定当前磁道在已排的序列中的位置while ((l >= 0) && (r < m)){if ((now - array[l]) <= (array[r] - now))//判断最短距离{printf("%d ", array[l]);sum += now - array[l];//计算移动距离now = array[l];l = l - 1;}else{printf("%d ", array[r]);sum += array[r] - now;//计算移动距离now = array[r];r = r + 1;}}if (l = -1){for (j = r; j < m; j++){printf("%d ", array[j]);}sum += array[m - 1] - array[0];//计算移动距离}else{for (j = l; j >= 0; j--){printf("%d ", array[j]);}sum += array[m - 1] - array[0];//计算移动距离}}avg = (float)sum / m;printf("\n 移动的总道数： %d \n", sum);printf(" 平均寻道长度： %.1f \n", avg);
}
///扫描算法
void SCAN(int array[], int m)
{int sum = 0;for (int i = 0; i < m; i++){for (int j = i + 1; j < m; j++) //对磁道号进行从小到大排列{if (array[i] > array[j])//两磁道号之间比较{int temp = array[i];array[i] = array[j];array[j] = temp;}}}for (int i = 0; i < m; i++){printf("%d ", array[i]);}printf("\n 请输入当前的磁道号： ");int now;scanf("%d", &now);printf("\n SCAN 调度结果：");int pos;     //存放开始磁道在要访问磁道序列中的位置for (int i = 0; i < m; i++){if (array[i] >= now) //找到第一个大于等于开始磁道的磁道位置{pos = i;sum += abs(array[i] - now); //计算当前磁道与开始磁道间的距离break;  //跳出循环}}for (int i = pos; i < m; i++)//从pos向后移动访问，并计算距离{if (i != pos)sum += abs(array[i] - array[i - 1]); printf("%d ", array[i]);  //输出向后移动访问序列}if (pos >= 1)sum += abs(array[m - 1] - array[pos - 1]); //从最后回到pos-1，并计算距离for (int i = pos - 1; i >= 0; i--) //从pos-1向前移动访问，并计算距离{if (i)sum += abs(array[i] - array[i - 1]);printf("%d ", array[i]);}printf("\n 移动的总道数：%d\n 平均寻道长度：%.1f\n", sum, 1.0 * sum / m);
}
///循环扫描算法
void CSCAN(int array[], int m)
{int sum = 0;for (int i = 0; i < m; i++){for (int j = i + 1; j < m; j++) //对磁道号进行从小到大排列{if (array[i] > array[j])//两磁道号之间比较{int temp = array[i];array[i] = array[j];array[j] = temp;}}}for (int i = 0; i < m; i++){printf("%d ", array[i]);}printf("\n 请输入当前的磁道号： ");int now;scanf("%d", &now);printf("\n C-SCAN 调度结果：");int pos;      //存放输入的开始磁道在要访问磁道序列中的位置for (int i = 0; i < m; i++){if (array[i] >= now)//找到第一个大于等于开始磁道的磁道位置{pos = i;sum += abs(array[i] - now);//计算当前磁道与开始磁道间的距离break; //跳出循环}}for (int i = pos; i < m; i++)//从pos向后扫描至尾部，并计算距离{if (i != pos)sum += abs(array[i] - array[i - 1]);printf("%d ", array[i]);}if (pos >= 1)sum += abs(array[m - 1] - array[0]);//从序列尾部移动到序列头部，并计算距离for (int i = 0; i < pos; i++)//从序列头部向后扫描至pos，并计算距离{if (i)sum += abs(array[i] - array[i - 1]);printf("%d ", array[i]);}printf("\n 移动的总道数：%d\n 平均寻道长度：%.1f\n", sum, 1.0 * sum / m);
}
// 操作界面
int main()
{int c;int count;//int m=0;int cidao[maxsize];//定义磁道号数组int i = 0;int b;printf("\n --------------------------------------------------\n");printf(" 磁盘调度算法模拟");printf("\n --------------------------------------------------\n");printf("请先输入磁道数量： \n");scanf("%d", &b);printf("请先输入磁道序列： \n");for (i = 0; i < b; i++){scanf("%d", &cidao[i]);}printf("\n 磁道读取结果： \n");for (i = 0; i < b; i++){printf("%d ", cidao[i]);//输出读取的磁道的磁道号}count = b;printf("\n ");while (1){printf("\n 算法选择： \n");printf(" 1、先进先出算法（ FCFS） \n");printf(" 2、最短服务时间优先算法（ SSTF） \n");printf(" 3、扫描算法（ SCAN） \n");printf(" 4、循环扫描算法（ C-SCAN） \n");printf(" 5. 退出\n");printf("\n");printf("请选择： ");scanf("%d", &c);if (c > 5)break;switch (c)//算法选择{case 1:FCFS(cidao, count);//先进先出算法printf("\n");break;case 2:SSTF(cidao, count);//最短服务时间优先算法printf("\n");break;case 3:SCAN(cidao, count);//扫描算法printf("\n");break;case 4:CSCAN(cidao, count);//循环扫描算法printf("\n");break;case 5:exit(0);}}return 0;
}

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