操作系统-磁盘调度.doc

实验四 磁盘调度 1. 实验目的： 磁盘是高速、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工作，在现代计算机系统中往往同时会有若干个要求访 问磁盘的输入输出要求。系统可采用一种策略，尽可能按最佳次序执行访问磁盘的请 求。由于磁盘访问时间主要受寻道时间T的影响，为此需要采用合适的寻道算法，以 降低寻道时间。本实验要求学生模拟设计一个磁盘调度程序，观察调度程序的动态运 行过程。通过实验让学生理解和掌握磁盘调度的职能。 2. 实验题目： 模拟电梯调度算法，对磁盘进行移臂操作 3. 提示及要求： 1. 假设磁盘只有一个盘面，并且磁盘是可移动头磁盘。 2. 磁盘是可供多个进程共享的存储设备，但一个磁盘每个时刻只能为一个进程服务。 当有进程在访问某个磁盘时，其它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请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。为此设置"驱动调度"进 程。 3. 由于磁盘与处理器是并行工作的，所以当磁盘在为一个进程服务时，占有处理器的 其它进程可以提出使用 操作系统中的磁盘调度是管理计算机系统中磁盘输入输出（I/O）的一种关键技术，它的主要目的是优化磁盘访问效率，降低平均寻道时间。在本文档中，实验旨在通过模拟电梯调度算法来理解磁盘调度的过程。 实验的目的是让学生熟悉磁盘作为计算机辅助存储设备的角色，以及它在处理大量I/O请求时的重要性。磁盘访问时间主要由寻道时间决定，因此，选择合适的寻道算法如电梯调度算法（SCAN算法）能够显著提高性能。电梯调度算法类似于电梯的工作方式，按照一定的规则（如向上或向下）服务请求，以减少总体的寻道距离。 实验的具体要求包括： 1. 假定磁盘有一个盘面且磁头可移动。 2. 磁盘可被多个进程共享，但同一时间只能为一个进程服务。当一个进程正在访问磁盘时，其他进程需等待。 3. 存在一个“驱动调度”进程，负责根据电梯调度算法选取等待访问的进程。 4. “接受请求”进程用于管理“进程请求I/O”表，记录待访问磁道的进程。 5. 使用随机数来模拟“驱动调度”和“接受请求”进程的执行顺序。 6. “磁盘调度”根据SCAN算法选择进程并访问其要求的磁道。 实验报告应包含数据结构的解释，程序源代码及其注释，实验结果展示，以及实验体验和问题讨论。提供的C++代码片段展示了如何实现FCFS（先来先服务）、SSTF（最短寻道时间优先）和SCAN算法。 FCFS算法是最简单的调度策略，按进程请求的顺序服务。SSTF算法则优先选择距当前磁道最近的进程，以减少寻道时间。SCAN算法则是按照一个方向连续服务磁道，直到到达磁道范围的尽头，然后反向服务，形似电梯的上下移动。 在这个实验中，学生需要编写和运行程序，观察不同调度算法下的磁盘操作，理解它们如何影响系统的I/O性能。这有助于深化对磁盘调度概念的理解，以及在实际系统中如何通过算法优化I/O操作。