模拟电梯调度算法,实现对磁盘的驱动调度。.doc

电梯调度算法是磁盘驱动调度的一种策略，其目标是优化磁盘臂的移动，以最小化磁盘操作的总时间，提高系统的整体效率。在操作系统中，磁盘是一个关键的I/O设备，它能存储大量数据并支持快速访问。然而，由于磁盘臂每次只能服务一个请求，因此需要一个有效的调度算法来决定哪个请求应该优先处理。 实验的主要内容是模拟电梯调度算法，用于磁盘的驱动调度。电梯调度算法，又称为SCAN算法，其灵感来源于电梯的工作方式。电梯在服务请求时，会选择一个方向（向上或向下），并连续服务同一方向上的所有请求，直到达到磁盘的边界，然后改变方向。在磁盘调度中，这意味着磁盘臂会沿着柱面从一端移动到另一端，依次处理所有位于当前移动路径上的请求，而不是立即响应每个单独的请求。 实验的目的是让学生理解并实践驱动调度的重要性。在多道程序设计系统中，多个进程可能同时请求访问磁盘，这可能导致磁盘臂频繁移动，增加了访问时间。通过模拟电梯调度算法，学生可以观察到不同调度策略如何影响磁盘的访问效率。 实验中，有两个关键进程：一是"接收请求"进程，负责收集并记录各个进程对磁盘的访问请求，这些请求以物理地址的形式表示，如柱面号、磁道号和扇区号。二是"驱动调度"进程，它根据电梯调度算法，从请求列表中选择一个最优请求来服务，使得磁盘臂的移动次数最小化。 实验的实现可以通过随机数模拟处理器调度和中断处理，简化了实际系统中的复杂性。例如，"接收请求"进程可能会不断地接收新的I/O请求，并将它们记录在一个二维数组中，代表磁盘的柱面结构。"驱动调度"进程则遍历这个数组，按照SCAN算法的规则选择下一个要服务的请求。 在实际系统中，请求会被放入等待队列，但在实验中，为了简化，可以跳过队列管理的部分。当"驱动调度"进程选择一个请求后，它会更新磁盘的状态，模拟磁盘臂的移动，并处理相应的I/O操作。 这个实验旨在帮助学生深入理解磁盘驱动调度的重要性以及电梯调度算法的工作原理。通过实际编程和模拟，学生可以更好地领会到如何通过优化磁盘访问顺序来提高系统性能，这对于理解操作系统中并发控制和资源调度的基本概念至关重要。