操作系统课程设计汇本磁盘调度算法.doc

操作系统中的磁盘调度算法是管理磁盘驱动器执行读写操作的一种策略，其目标是优化磁盘访问效率，减少平均寻道时间，提高系统性能。本课程设计旨在通过模拟不同的磁盘调度算法，帮助学生深入理解这些算法的工作原理及其影响。 1. **先来先服务算法（FCFS, First-Come, First-Served）** FCFS是最简单的调度算法，按照请求的顺序来服务。当一个新的磁道请求到达时，它会被添加到队列的末尾，等待当前正在执行的请求完成后才进行处理。这种方法简单公平，但可能造成长请求等待时间，因为较短的请求可能会被延迟，尤其是当它们位于磁盘的远端。 2. **最短寻道时间优先算法（SSTF, Shortest Seek Time First）** SSTF算法优先选择距离当前磁道最近的请求，这样可以尽可能地减少每次的寻道时间。然而，SSTF容易产生饥饿现象，即某些远离当前磁道的请求可能会一直被忽视，除非所有更近的请求都被服务完。 3. **扫描算法（SCAN）** 扫描算法也称为电梯调度算法，它沿一个方向（如从低到高或从高到底）连续服务请求，直到达到磁盘的边界，然后改变方向。这种方法减少了总的寻道时间，因为它避免了频繁改变方向，但可能导致某些请求等待较长时间。 4. **循环扫描算法（CSCAN）** CSCAN为了解决SCAN算法中可能导致的长时间等待问题，它会一次性服务完一个方向上的所有请求，然后立即返回到另一个方向的起始点，从而避免了回溯。然而，CSCAN可能导致某些请求从未被服务，如果它们正好在磁头刚经过的位置。 在设计磁盘调度模拟系统时，需要考虑以下几个方面： - **数据结构**：通常会使用队列来存储待处理的磁道请求，每个请求包含磁道号和到达时间。此外，还需要一个数据结构来表示磁头当前的位置。 - **算法流程**：根据FCFS、SSTF、SCAN或CSCAN确定下一个要服务的请求，然后更新磁头位置，计算新的寻道时间、延迟时间和传送时间，并更新系统状态。 - **系统调用**：可能涉及的系统调用包括内存分配、队列操作、时间管理等，以模拟真实的操作系统环境。 程序设计与实现部分会详细介绍各个算法的流程图、代码逻辑和关键代码段，例如SSTF算法会通过比较所有请求与当前磁道的距离来选取最近的一个，然后将其从请求队列中移除并执行。 在完成模拟系统的编程和测试后，个人总结和设计体会部分会涵盖实施过程中的难点、解决方法、算法优缺点以及实际应用中的注意事项。通过对不同算法的实践，学生能够更深入地理解磁盘调度的重要性以及不同算法对系统性能的影响。