磁盘调度算法及代码的实现课程设计报告.doc

磁盘调度算法是操作系统中管理磁盘I/O操作的关键部分，其目的是优化磁盘臂的移动，以提高数据存取效率。在这个课程设计中，学生需要实现四种经典的磁盘调度算法：先来先服务（FCFS）、最短寻道时间优先（SSTF）、扫描调度（SCAN）以及循环扫描（C-SCAN）。 1. **先来先服务（FCFS）**：这是最基础的调度策略，按照请求到达的顺序进行服务。尽管它简单且公平，但在高负载情况下，平均寻道时间和响应时间可能会显著增加，因为它不考虑磁道距离，可能导致长时间等待的进程。 2. **最短寻道时间优先（SSTF）**：SSTF算法选择与当前磁头位置最近的磁道作为下一次的服务对象，以此来最小化寻道时间。然而，SSTF可能导致某些请求长期得不到服务（即“饥饿”现象），特别是在请求队列中有远距离请求时，近处的连续请求可能会一直得到服务，而远处的请求则不断被推迟。 3. **扫描调度（SCAN）**：SCAN算法将磁头沿着一个方向连续服务请求，直到达到磁盘的边界，然后反向移动，继续服务另一侧的请求。这种方式减少了磁头频繁改变方向的开销，但也可能导致某些请求等待较长的时间，特别是当请求位于磁头运动方向的极端时。 4. **循环扫描（C-SCAN）**：C-SCAN算法与SCAN类似，但磁头只在一个方向上移动，到达磁盘一端后立即返回到另一端，而不回溯原路。这消除了SCAN中的“饥饿”问题，但可能使得某些磁道在两次服务之间有较长的等待时间。 课程设计的目标在于让学生深入理解这些算法的原理和特点，并通过编程实现来增强实践能力。设计要求包括： - 熟悉磁盘调度的基本原理。 - 掌握不同算法的实现细节，如处理磁道请求、计算寻道时间和响应时间等。 - 分析和比较各算法的性能，例如平均寻道时间、响应时间和效率等。 - 实现算法并进行测试，记录和展示不同算法在相同请求序列下的运行结果。 - 总结设计过程，分享个人的心得体会。 在设计步骤中，学生需要编写相关的函数，实现FCFS、SSTF、SCAN和C-SCAN的逻辑，并通过测试数据来验证算法的正确性。通过课程设计的结果和总结，学生可以对磁盘调度有更深入的理解，并能够评估不同算法在实际应用中的优缺点。