操作系统磁盘调度算法

操作系统课程设计任务书 题 目：院 系：专 业：班 级：姓 名：学 号：指导教师：设计时间：磁盘调度算法 1

2018.1.1-2018.1.5

指 导 教 师 评 语

成绩评定： 指导教师签字： 年 月 日 2

目 录

1、需求分析 ............................................. 4 1.1课题描述 .................................................. 4 1.2课题目的 ......................................................... 4 1.3理论依据 ......................................................... 7 2、概要设计 ............................................. 8 2.1设计方法 .................................................. 8 2.2技术 .............................................................. 8 2.3运行环境 ......................................................... 8 3、详细设计 ............................................. 9 3.1流程图 .................................................... 11 3.2程序主要代码 ................................................... 13 4、运行结果及分析 ...................................... 14 4.1运行结果 ................................................. 15 4.2结果详细分析 ................................................... 16 5、总结和心得 .......................................... 16 6、参考文献 ............................................ 17 7、附录：程序源代码 .................................... 23

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1、需求分析

1.1课题描述

这次课程设计我研究的题目是：磁盘调度算法。具体包括三

种算法分别是：先来先服务算法（FCFS）、最短寻道时间优先算法(SSTF)、扫描算法（电梯调度算法）(SCAN)。

1.2课题目的

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，扫描SCAN算法的实现方法。

1.3理论依据

设备的动态分配算法与进程调度相似，也是基于一定的分配

策略的。常用的分配策略有先请求先分配、优先级高者先分配等策略。在多道程序系统中，低效率通常是由于磁盘类旋转设备使用不当造成的。操作系统中，对磁盘的访问要求来自多方面，常常需要排队。这时，对众多的访问要求按一定的次序响应，会直接影响磁盘的工作效率，进而影响系统的性能。访问磁盘的时间因子由3部分构成，它们是查找（查找磁道）时间、等待（旋转等待扇区）时间和数据传输时间，其中查找时间是决定因素。因此，磁盘调度算法先考虑优化查找策略，需要时再优化旋转等待策略。

平均寻道长度（L）为所有磁道所需移动距离之和除以总的所需访问的磁道数（N），即：L=（M1+M2+??+Mi+??+MN）/N

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其中Mi为所需访问的磁道号所需移动的磁道数。

启动磁盘执行输入输出操作时，要把移动臂移动到指定的柱面，再等待指定扇区的旋转到磁头位置下，然后让指定的磁头进行读写，完成信息传送。因此，执行一次输入输出所花的时间有：

寻找时间——磁头在移动臂带动下移动到指定柱面所花的时间。 延迟时间——指定扇区旋转到磁头下所需的时间。 传送时间——由磁头进程读写完成信息传送的时间。

其中传送信息所花的时间，是在硬件设计就固定的。而寻找时间和延迟时间是与信息在磁盘上的位置有关。为了减少移动臂进行移动花费的时间，每个文件的信息不是按盘面上的磁道顺序存放满一个盘面后，再放到下一个盘面上。而是按柱面存放，同一柱面上的各磁道被放满信息后，再放到下一个柱面上。所以各磁盘的编号按柱面顺序，每个柱面按磁道顺序，每个磁道又按扇区顺序进行排序。

磁盘是可供多个进程共享的设备，当有多个进程都要求访问磁盘是，应采用一种最佳调度算法，以使各种进程对磁盘的平均访问时间最小。由于在访问磁盘的时间中，主要是寻道时间，因此，磁盘调度的目标，是使磁盘的平均寻道时间最少。目前常用的磁盘帝调度算法有：先来先服务、最短寻道时间优先及扫描等算法。

先来先服务（FCFS）调度:按先来后到次序服务，未作优化。

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