天津理工大学操作系统实验三：磁盘调度算法的实现.doc

简介：
本实验文档详细介绍了在天津理工大学进行的操作系统课程中关于磁盘调度算法的部分。学生将通过编程实践来理解和实现常见的磁盘调度策略，如FCFS、SSTF和SCAN等算法，并分析不同算法的性能差异。 实验报告 **实验名称：操作系统实验3 - 磁盘调度算法的实现** **实验目标：** 1. 模拟操作系统的磁盘寻道过程，并通过不同的访问顺序设计磁盘调度算法。 2. 实现FCFS（先来先服务）、SSTF（最短寻道时间优先）、SCAN（扫描）、CSCAN（循环扫描）和NStepSCAN（N步扫描）五种算法。 3. 随机生成磁道访问序列，计算每种算法的移动磁道总数及平均寻道距离。 4. 对各种算法进行性能分析。 **实验内容：** 本实验基于多任务环境下的磁盘调度核心概念。FCFS按照请求顺序处理；SSTF优先选择最近的请求；SCAN沿一个方向连续服务所有请求直到到达边界再返回，而CSCAN消除了往返运动。NStepSCAN在SCAN基础上引入步长以减少等待时间。 **程序构造与数据结构：** - `TrackOrder`：存储待访问磁道号序列。 - `MoveDistance`：记录每个磁道的移动距离。 - `FindOrder`：按照调度算法排序后的磁道访问顺序。 - `AverageDistance`：计算平均寻道距离。 - `direction`：标记磁盘臂方向。 - `BeginNum`、M（总磁道数）、N（I/O请求进程数）等变量用于初始化和控制。 **实验流程：** 1. 输入参数，包括磁道总数M、进程数量N及待访问的磁道号序列。 2. 初始化相关变量。 3. 对磁盘进行排序处理以方便算法实现。 4. 计算每种调度算法下的寻道顺序与总移动距离。 5. 分析并比较各类算法的平均寻道距离和效率。 6. 输出实验结果，包括各种算法的访问序列、总的移动次数及平均距离。 **实验要求：** 1. 清晰阐述设计思路、程序架构及其各模块功能。 2. 描述所用数据结构与排序方法。 3. 设计测试案例并展示实验结果。 4. 代码注释以提升可读性。 5. 总结遇到的问题及解决办法，分享个人收获。 **总结：** 在设计过程中可能面临的选择问题包括合适的数据结构、算法优化以及模拟真实环境的准确性。通过解决这些问题可以更深入地理解磁盘调度策略对系统性能的影响，并提高操作系统的设计能力。