模拟电梯调度算法,实现对磁盘的驱动调度。

基于java操作系统上机实验

操作系统实验

（第三次）

一、实验内容

模拟电梯调度算法，实现对磁盘的驱动调度。

二、实验目的

基于java操作系统上机实验

磁盘是一种高速、大容量、旋转型、可直接存取的存储设备。它作为计算机系统的辅

助存储器，担负着繁重的输入输出任务、在多道程序设计系统中，往往同时会有若干个要求 访问磁盘的输入输出请求等待处理。系统可采用一种策略，尽可能按最佳次序执行要求访问 磁盘的诸输入输出请求。这就叫驱动调度，使用的算法称为驱动调度算法。驱动调度能降低 为若干个输入输出请求服务所需的总时间，从而提高系统效率。本实验要求学生模拟设计一 个驱动调度程序，观察驱动调度程序的动态运行过程。通过实验使学生理解和掌握驱动调度 的职能。

三、实验题目

模拟电梯调度算法，对磁盘进行移臂和旋转调度。

[提示]：

（1）磁盘是可供多个进程共享的存储设备，但一个磁盘每时刻只能为一个进程服务。

当有进程在访问某个磁盘时，其他想访问该磁盘的进程必须等待，直到磁盘一次工作结束。 当有多个进程提出输入输出要求而处于等待状态时，可用电梯调度算法从若干个等待访问者 中选择一个进程，让它访问磁盘。选择访问者的工作由“驱动调度”进程来完成。 由于磁盘与处理器是可以并行工作的、所以当磁盘在作为一个进程服务时，占有处理

器的另一进程可以提出使用磁盘的要求，也就是说，系统能动态地接收新的输入输出请求。 为了模拟这种情况，在本实验中设置了一个“接收请求”进程。

“驱动调度”进程和“接收请求”进程能否占有处理器运行，取决于磁盘的结束中断信 号和处理器调度策略。在实验中可用随机数来模拟确定这两个进程的运行顺序，以代替中断 四、处理和处理器调度选择的过程。因而，程序的结构可参考图3—1

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（2）“接收请求”进程建立一张“请求I/O”表，指出访问磁盘的进程要求访问的物理 地址，表的格式为：

假定某个磁盘组共有 200 个柱面，由外向里顺序编号（0—199），每个柱面上有20 个 磁道，编号为0—19，每个磁道分成8 个物理记录，编号0—7。进程访问磁盘的物理地址

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可以用键盘输入的方法模拟得到。图3—2 是“接收请求”进程的模拟算法。

在实际的系统中必须把等待访问磁盘的进程排入等待列队，由于本实验模拟驱动调

度，为简单起见，在实验中可免去队列管理部分，故设计程序时可不考虑“进程排入等待队 列”的工作。

（3）“驱动调度”进程的功能是查“请求I/O”表，当有等待访问磁盘的进程时，按

电梯调度算法从中选择一个等待访问者，按该进程指定的磁盘物理地址启动磁盘为其服务。 对移动臂磁盘来说，驱动调度分移臂调度和旋转调度。电梯调度算法的调度策略是与

移动臂的移动方向和移动臂的当前位子有关的，所以每次启动磁盘时都应登记移动臂方向和 当前位子。电梯调度算法是一种简单而实用的驱动调度方法，这种调度策略总是优先选择与 当前柱面号相同的访问请求，从这些请求中再选择一个能使旋转距离最短的等待访问者。如 果没有与当前柱面号相同的访问请求，则根据移臂方向来选择，每次总是沿臂移动方向选择 一个与当前柱面号最近的访问请求，若沿这个方向没有访问请求时，就改变臂的移动方向。 这种调度策略能使移动臂的移动频率极小，从而提高系统效率。用电梯调度算法实现驱动调

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度的模拟算法如图3－3。

（4）图3－1 中的初始化工作包括，初始化“请求I/O”表，置当前移臂方向为里移； 置当前位置为0 号柱面，0 号物理记录。程序运行前可假定“请求I/O”表中已经有如干个 进程等待访问磁盘。

在模拟实验中，当选中一个进程可以访问磁盘时，并不实际地启动磁盘，而用显示：“请 求I/O”表；当前移臂方向；当前柱面号，物理记录号来代替图3－3 中的“启动磁盘”这 项工作。

（1）程序中使用的数据结构及其说明。

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const int PCB=100; //定义100个进程

int pcbs_num=0; //记录当前io表的进程个数

typedef struct process //请求io表

{

char pname[10]; //进程名

int Cylinder; //柱面号

int Track; //磁道号

int Record; //物理记录号

int Way;

}PROCESS;

PROCESS pcbs[PCB];

PROCESS a; //记录当前位置（柱面号、物理记录号）采用带头节点的循环链表存

（2）打印一份源程序并附上注释。

（3）#include<iostream>

（4）#include<iomanip>

（5）#include<stdio.h>

（6）#include<cstdlib>

（7）#include<fstream>

（8）usingnamespace std;

（9）constint PCB = 100; //定义100个进程

（10）int pcbs_num = 0; //记录当前io表的进程个数

（11）typedefstructprocess//请求io表

（12）{

（13） char pname[10]; //进程名

（14） int Cylinder; //柱面号

（15） int Track; //磁道号

（16） in …… 此处隐藏：4805字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……