广工操作系统课程设计.docx

操作系统课程设计题目名称 仿真各种磁盘调度算法 学 院 计算机学院 专 业 软件工程 班 别 12级4班 学 号 3112006291 姓 名 林炳城 指导教师 丁国芳 2015年 6 月 27 日仿真各种磁盘调度算法，并进行性能分析一、设计目的 设计四个算法，分别是先来先服务算法，最短寻道时间优先算法，扫描(SCAN)算法，循环扫描(CSCAN)算法。由人工输入当前的磁道数和要访问的磁道。2、 设计原理先来先服务算法（FCFS）：公平，简单，每个进程的请求都能依次得到处理。没有对寻道优化，平均寻道时间长。最短寻道时间优先算法（SSTF）：要求访问的磁道是当前磁头所在的磁道最近，每次寻道时间最短，但不能保证平均寻道时间最短。可能导致一些请求无限期推延，产生饥饿现象。扫描算法（SCAN）：不仅考虑当前磁道的距离，优先考虑在磁道前进方向的最短时间，排除磁头在盘面上的往复运动，避免了出现“饥饿”现象。电梯原理。循环扫描算法（CSCAN）：是SCAN的改良。磁头改变方向时，以到达请求服务的最短时间。对中间请求服务更有利，同时消除了对两端请求的不公平。三、实验环境与工具（1）计算机及操作系统：PC机，Win8.1（2）程序设计语言：java（3）编译程序：eclipse四、算法流程图最短寻道时间优先算法（SSTF）先来先服务算法（FCFS）：循环扫描(CSCAN)算法扫描算法(SCAN):五、测试程序结果：测试数据：访问磁道一20访问磁道二50访问磁道三30当前的磁道数40一次输入要访问的磁道数以及当前的磁道数选择一：先来先服务算法（FCFS）：得到的访问顺序以及平均寻道长度为选择二：最短寻道时间优先(SSTF)得到的访问顺序以及平均寻道长度为选择三：扫描算法(SCAN):分别采用移动臂向里和移动臂向外，得到的访问顺序以及平均寻道长度为选择四：循环扫描算法(SCAN):分别采用由里向外和由外向里都得到的结果。由里向外由外向里6、 性能分析：从测试结果得到的访问顺序与预期的结果一致，并且经计算从中求出移动距离以及平均寻道长度都正确，符合要求。这次课设我是用数组来实现的。从实验的结果得到的数据中也可以看出，光是访问三次磁道，得到的平均磁道数就各不相同，当用户访问的磁道次数频繁且不一致时，好的磁道访问算法才能加快磁道访问的速度。7、 课设感想从这次课程设计中学到了磁盘的调度算法，以及如何利用各个算法来各种需求的功能，锻炼了自己的编码能力，觉得自己受益良多8、 附录：（源码以及详细注释）/* * 先来先服务算法 * author LinBingcheng * */public class FCFS public static void execate(int a, int n, int k) / int i, s, sum = 0;int b = new int100;for (i = 0; i n; i+)/ 将数组a内容复制到另一个数组存放bi = ai;s = k; / k表示当前的磁道for (i = 0; i n; i+) System.out.println(第 + i + 1 + 次访问的道数: + bi + = 移动距离:+ Math.abs(s - bi);sum += Math.abs(s - bi); / Math.abs函数取绝对值，再求和s = ai;System.out.println(平均寻道长度为： + sum * 1.0 / n);System.out.println();System.out.println(=);System.out.println();/* * 最短寻道优先算法 * author LinBingcheng * */public class SSTF public static void execate(int a, int n, int k) / int i, j, sum = 0, p, s;int b = new int100;for (i = 0; i = 0; i-) / 找出与磁头最近的磁道号s = b0;p = 0;for (j = 0; j = i; j+)if (Math.abs(k - bj) Math.abs(k - s)/ 求最短的移动距离s = bj;p = j;bp = bi; / 将入已被访问的磁道号的位置转存为未被访问的磁道数System.out.println(第 + new Integer(n - i) + 次访问的道数: + s+ = 移动距离: + Math.abs(k - s);sum += Math.abs(k - s);k = s;/ 记录新的当前磁道的位置System.out.println(平均寻道长度： + sum * 1.0 / n);System.out.println();System.out.println(=);/* * 扫描算法-磁道由里向外 * author LinBingcheng * */public class SCAN1 public static void execate(int a, int n, int k) / int i, j, sum = 0, flag, s, p = 0;int b = new int100;for (i = 0; i = 0; i-) flag = 0;for (j = 0; j 0) flag = 1;p = j;break;if (flag = 1) / 找到比当前磁头所在磁道大且又是距离最近的磁道号，磁臂由里向外移动访问磁道s = bp;for (j = 0; j k & bj - k s - k) s = bj;p = j;bp = bi;System.out.println(第 + new Integer(n - i) + 次访问的道数: + s+ = 移动距离: + Math.abs(k - s);sum += Math.abs(s - k);k = s;/ ifelse / 磁头由里向外访问直至再无更外磁道需要访问，磁臂换向为由外向里移动s = b0;for (j = 0; j = i; j+)if (k - bj = k - s) s = bj;p = j;/ ifbp = bi; / 将未被访问的磁道号移入已被访问的磁道号的位置System.out.println(第 + new Integer(n - i) + 次访问的道数: + s+ = 移动距离: + Math.abs(k - s);sum += Math.abs(s - k);k = s;/ elseSystem.out.println(平均寻道长度： + sum * 1.0 / n);System.out.println();System.out.println(=);/* * 扫描算法-磁道由外向里 * author LinBingcheng * */public class SCAN2 public static void execate(int a, int n, int k) / int i, j, sum = 0, p = 0, s, flag;int b = new int100;for (i = 0; i = 0; i-) flag = 0;for (j = 0; j 0) flag = 1;p = j;break;if (flag = 1) / 找到比当前磁头所在磁道小且又是距离最近的磁道号，磁臂由外向里移动访问磁道s = bp;for (j = 0; j = i; j+)if (bj k & k - bj k - s) s = bj;p = j;bp = bi;System.out.println(第 + new Integer(n - i) + 次访问的道数: + s+ = 移动距离: + Math.abs(k - s);sum += Math.abs(s - k);k = s;else / 磁臂有外向里访问直至再无更内磁道需要访问，磁臂换向为由里向外移动s = b0;for (j = 0; j = i; j+)if (bj - k = s - k) s = bj;p = j;bp = bi; / 将未被访问的磁道号移入已被访问的磁道号的位置System.out.println(第 + new Integer(n - i) + 次访问的道数: + s+ = 移动距离: + Math.abs(k - s);sum += Math.abs(s - k);k = s;System.out.println(平均寻道长度： + sum * 1.0 / n);System.out.println();System.out.println(=);/* * 循环扫描算法 * author LinBingcheng * */import java.util.Scanner;public class CSCAN public static void execate(int a, int n, int k) / SuppressWarnings(resource)Scanner scanner = new Scanner(System.in);int i, j, sum, temp, s, select, flag = 0;int b = new int100;s = k;for (i = 0; i n; i+)/ 将数组a内容复制到另一个数组存放bi = ai;for (i = 0; i n - 1; i+)/ 冒泡法将磁道号由小到大排序for (j = 0; j bj + 1) temp = bj;bj = bj + 1;bj + 1 = temp;System.out.println(1. 移动由里向外);System.out.println(2. 移动由外向里);System.out.println(输入选择);select = scanner.nextInt();if (select = 1) sum = 0;for (i = 0; i n; i+)/ 找到已排序磁道中第一个大于等于当然磁头所在位置的磁道号if (k = bi) flag = i;break;for (i = flag, j = 0; i n; i+, j+) / 磁臂由里向外移动访问System.out.println(第 + j + 1 + 次访问的道数: + bi+ = 移动距离: + Math.abs(k - bi);sum += Math.abs(k - bi);k = bi;for (i = 0; i flag; i+, j+) / 磁臂循环由里向外访问剩余的磁道System.out.println(第 + j + 1 + 次访问的道数: + bi+ = 移动距离: + Math.abs(k - bi);sum += Math.abs(k - bi);k = bi;System.out.println(平均寻道长度：+ sum * 1.0 / n);System.out.println();System.out.println(=);if (select = 2) sum = 0;for (i = 0; i n; i+)/ 找到已排序磁道中第一个大于等于当然磁头所在位置的磁道号if (s = 0; i-, j+) / 磁臂先由外向里移动访问System.out.println(第 + j + 1 + 次访问的道数: + bi+ = 移动距离: + Math.abs(k - bi);sum += Math.abs(s - bi);s = bi;for (i = n - 1; i = flag; i-, j+) / 磁臂循环由外向里访问剩余的磁道System.out.println(第 + j + 1 + 次访问的道数: + bi+ = 移动距离: + Math.abs(k - bi);sum += Math.abs(s - bi);s = bi;System.out.println(平均寻道长度：+sum * 1.0 / n);System.out.println();System.out.println(=);import java.util.Scanner;/* * 主函数 * author LinBingcheng * */public class Main public static void main(String args) Scanner scanner = new Scanner(System.in);System.out.println( |=|); System.out.println( | 操作系统课程设计 |);System.out.println( | 仿真各种磁盘调度算法 |); System.out.println( | 软件工程（4）班 |); System.out.println( | 3112006291 |); System.out.println( | 林炳城 |); System.out.println( |=|); int p,q; int n,i,k; int a = new int100;System.out.println(请输入要访问的磁道次数：);n= scanner.nextInt();for(i=0;in;i+)System.out.println(输入要访问的磁道：+i+1);ai = scanner.nextInt();System.out.println(输入当前磁头所在的磁道号：);k = scanner.nextInt();System.ou