n-step-scan_磁盤調(diào)度_操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

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文檔簡(jiǎn)介

1、　　課　程　設(shè)　計(jì)　　（操作系統(tǒng)）　　題　　目：　 N-Step-SCAN 磁盤調(diào)度　　班　　級(jí)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)系　10-8班　　姓　　名：

2、 　　指導(dǎo)教師：　　　　 　　系主任： 　　2013年03月01日　　目錄　　1N-Step-SCAN 磁盤調(diào)度課程設(shè)計(jì)　　1.

3、1 題目分析1　　1.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1　　1.3 流程圖1　　1.4 實(shí)現(xiàn)技術(shù)2　　1.5 設(shè)計(jì)結(jié)論和心得2　　2 Linux代碼分析4

4、2.1 功能說(shuō)明18　　2.2 接口說(shuō)明.18　　2.3 局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu).......20　　2.4 流程圖.....21　　2.5 以實(shí)例說(shuō)明運(yùn)行過程.........................................................

5、.............................22　　2.5 以實(shí)例說(shuō)明運(yùn)行過程5　　1N-Step-SCAN磁盤調(diào)度課程設(shè)計(jì)　　題目分析　　當(dāng)有一個(gè)或者幾個(gè)進(jìn)程對(duì)某一磁道有較高的訪問頻率，即這些進(jìn)程反復(fù)請(qǐng)求對(duì)某一磁道的

6、I/O操作，從而壟斷整個(gè)磁盤設(shè)備。在高密度的磁盤上容易出現(xiàn)此情況。N步SCAN算法是將磁道請(qǐng)求隊(duì)列若干個(gè)長(zhǎng)度為N的子隊(duì)列。而每處理一個(gè)隊(duì)列時(shí)又是按SCAN算法，對(duì)一個(gè)隊(duì)列處理完后，再處理其他隊(duì)列。　　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　　N-Step-SCAN磁盤調(diào)度中涉及的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括N個(gè)隊(duì)列、隊(duì)列緩沖區(qū)、表示空緩沖區(qū)的信號(hào)量、表示滿緩沖區(qū)

7、的信號(hào)量…等。　　用偽代碼表示如下：　　#include"stdio.h"　　#include"stdlib.h"　　//#include"iostream.h"</p

8、>　　#define maxsize 100 //定義最大數(shù)組域　　int now,s;　　void SSTF(int array[],int m)　　{　　int temp;</b

9、>　　int k=1;　　int now,l,r; //當(dāng)前磁道號(hào)now；找出的當(dāng)前磁道左側(cè)的磁道l，右側(cè)的磁道r　　int i,j,sum=0;　　int avg;

10、　　for(i=0;i<m;i++)　　{　　for(j=i+1;j<m;j++)//對(duì)磁道號(hào)進(jìn)行從小到大排列　　{　　if(array[i]>array[

11、j])//兩磁道號(hào)之間比較　　{　　temp=array[i];　　array[i]=array[j];　　array[j]=temp;　　}</p

12、>　　}　　}　　for( i=0;i<m;i++)//輸出排序后的磁道號(hào)數(shù)組　　{　　printf("%d &

13、quot;,array[i]);　　}　　printf("\n 請(qǐng)輸入當(dāng)前的磁道號(hào)：");　　scanf("%d",&now);　　printf("\n SSTF調(diào)度結(jié)果:

14、");　　if(array[m-1]<=now)//判斷整個(gè)數(shù)組里的數(shù)是否都小于當(dāng)前磁道號(hào)　　{ 　　for(i=m-1;i>=0;i--)//將數(shù)組磁道號(hào)從大到小輸出　　printf("%d &

15、quot;,array[i]);　　sum=now-array[0];//計(jì)算移動(dòng)距離　　}　　else if(array[0]>=now)//判斷整個(gè)數(shù)組里的數(shù)是否都大于當(dāng)前磁道號(hào)　　{

16、　　for(i=0;i<m;i++)//將磁道號(hào)從小到大輸出　　printf("%d ",array[i]);　　sum=array[m-1]-now;//計(jì)算移動(dòng)距離　　}<

17、p>　　else　　{　　while(array[k]<now)//逐一比較以確定K值　　{　　k++;&l

18、t;/p>　　}　　l=k-1;　　r=k;　　//確定當(dāng)前磁道在已排的序列中的位置　　while((l>=0)&&

19、amp;(r<m))　　{　　if((now-array[l])<=(array[r]-now))//判斷最短距離　　{ 　　printf("%d ",arr

20、ay[l]);　　sum+=now-array[l];//計(jì)算移動(dòng)距離　　now=array[l];　　l=l-1;　　}　　else&

21、lt;/b>　　{ 　　printf("%d ",array[r]);　　sum+=array[r]-now;//計(jì)算移動(dòng)距離　　now=array[r];<

22、;b>　　r=r+1;　　}　　}　　if(l==-1)　　{ &

23、lt;p>　　for(j=r;j<m;j++)　　{ 　　printf("%d ",array[j]);　　}　　sum+=array[m-1]-array[

24、0];//計(jì)算移動(dòng)距離　　}　　else　　{ 　　for(j=l;j>=0;j--)

25、　{ 　　printf("%d ",array[j]);　　}　　sum+=array[m-1]-array[0];//計(jì)算移動(dòng)距離　　}</p

26、>　　}　　avg=sum/m;　　printf("\n 移動(dòng)的總道數(shù)： %d \n",sum);　　printf(" 平均尋道長(zhǎng)度： %d \n",avg);<

27、;b>　　}　　void SCAN(int array[],int m,int d)//先要給出當(dāng)前磁道號(hào)和移動(dòng)臂的移動(dòng)方向　　{　　int k=1;

28、　int l,r;　　int i,j,sum=0;　　int avg;　　int temp; //用于排序的臨時(shí)參數(shù)　　int q;

29、;　　for(i=0;i<m;i++)　　{　　for(j=i+1;j<m;j++)　　{　　if(array[i]>array[j])//對(duì)磁道號(hào)進(jìn)行從小到大排列</p&

30、gt;　　{　　temp=array[i];　　array[i]=array[j];　　array[j]=temp;　　}<b

31、>　　}　　}　　if(array[m-1]<=now)//判斷整個(gè)數(shù)組里的數(shù)是否都小于當(dāng)前磁道號(hào)　　{ 　　printf("\n SCAN調(diào)度結(jié)果:

32、 ");　　for(i=m-1;i>=0;i--)　　{　　printf("%d ",array[i]);//將數(shù)組磁道號(hào)從大到小輸出　　q=array[i];<p

33、>　　}　　sum=now-q;//計(jì)算移動(dòng)距離　　s=s+sum;　　now=q;　　}

34、　　else if(array[0]>=now)//判斷整個(gè)數(shù)組里的數(shù)是否都大于當(dāng)前磁道號(hào)　　{ 　　printf("\n SCAN調(diào)度結(jié)果: ");　　for(i=0;i<m;i++)<p

35、>　　{　　printf("%d ",array[i]);//將磁道號(hào)從小到大輸出　　q=array[i];　　}　　sum=array[m-1]-now;//計(jì)算移動(dòng)

36、距離　　s=s+sum;　　now=q;　　}　　else

37、　{　　while(array[k]<now)//逐一比較以確定K值　　{　　k++;　　}

38、;　　l=k-1;　　r=k;　　printf("\n SCAN調(diào)度結(jié)果: ");　　if(d==0)　　{</

39、b>　　for(j=l;j>=0;j--)　　{　　printf("%d ",array[j]);　　q=array[j];　　}</

40、b>　　for(j=r;j<m;j++)　　{　　printf("%d ",array[j]);　　q=array[j];　　}</b

41、>　　sum=now-2*array[0]+array[m-1];//計(jì)算移動(dòng)距離　　s=s+sum;　　now=q;　　}//磁道號(hào)減小方向<

42、;b>　　else　　{　　for(j=r;j<m;j++)　　{　　printf("%d ",array[j]);&

43、lt;p>　　q=array[j];　　}　　for(j=l;j>=0;j--)　　{　　printf("%d ",array[j]);&

44、lt;p>　　q=array[j];　　}　　sum=-now-array[0]+2*array[m-1];//計(jì)算移動(dòng)距離　　s=s+sum;　　now=q;</b

45、>　　}//磁道號(hào)增加方向　　}　　avg=sum/m;　　printf("\n 該子隊(duì)列移動(dòng)的總道數(shù)： %d \n",sum);　　printf(" 該子

46、隊(duì)列平均尋道長(zhǎng)度： %d \n",avg);　　}　　void NStepSCAN(int array[],int m)　　{ 　　int sn,N,d; //sn標(biāo)記每一子

47、隊(duì)列的長(zhǎng)度，N記錄子隊(duì)列個(gè)數(shù)，now標(biāo)記當(dāng)前磁道號(hào)　　int b[100],c[100]; //b[100]儲(chǔ)存前幾個(gè)子隊(duì)列，c[100]儲(chǔ)存最后一個(gè)子隊(duì)列　　int i=0,j=0,k=0,n=1;　　int ave; 　　pri

48、ntf("請(qǐng)輸入當(dāng)前磁道號(hào)：\n");　　scanf("%d",&now);　　printf("請(qǐng)輸入子隊(duì)列的個(gè)數(shù)：\n");　　scanf("%d",&N);　　while(

49、N<1||N>m)　　{　　printf("超出范圍，文件中的磁道數(shù)不夠分組，請(qǐng)重新輸入：\n");　　scanf("%d",&N);　　}</b&g

50、t;　　printf("請(qǐng)輸入當(dāng)前移動(dòng)臂的移動(dòng)的方向 (1 磁道號(hào)增加方向，0磁道號(hào)減小方向) : ");　　scanf("%d",&d); 　　sn=m/N;　　while(N!=1)

51、 //當(dāng)不是最后一個(gè)子隊(duì)列時(shí)，循環(huán)進(jìn)行SCAN調(diào)度　　{　　j=0;　　for(i=k;i<sn*n;i=k,j++)　　{

52、;　　b[j]=array[i];　　k=k+1;　　}　　printf("\n第%d個(gè)隊(duì)列的排序結(jié)果為：\n",n); 　　SCAN(b,sn,d);&

53、lt;/p>　　N=N-1;　　n=n+1;　　}　　if(N==1) //最后一個(gè)子隊(duì)列時(shí)進(jìn)行SCAN調(diào)度<

54、;b>　　{　　for(i=k,j=0;i<m;i++,j++)　　{　　c[j]=array[i];　　}　　print

55、f("\n最后一個(gè)隊(duì)列的調(diào)度結(jié)果為：\n");　　SCAN(c,m-k,d);　　}　　ave=s/m;　　printf("\n該調(diào)度總的結(jié)果為：\n");

56、　　printf("\n 移動(dòng)的總道數(shù)： %d \n",s);　　printf(" 平均尋道長(zhǎng)度： %d \n",ave);　　}　　int main()

57、;　　{　　int c;　　int C=1;　　FILE *fp;//定義指針文件　　int cidao[maxsize];//定義磁道號(hào)數(shù)組</p&g

58、t;　　int i=0,count;　　fp=fopen("cidao.txt","r+");//讀取cidao.txt文件　　if(fp==NULL)//判斷文件是否存在　　{<p&

59、gt;　　printf("\n 請(qǐng) 先設(shè) 置磁道! \n");　　exit(0);　　}　　while(!feof(fp))//如果磁道文件存在　　{&

60、lt;/b>　　fscanf(fp,"%d",&cidao[i]);//調(diào)入磁道號(hào)　　i++;　　}　　count=i;&l

61、t;/p>　　printf("\n --------------------------------------------------\n");　　printf(" 磁盤調(diào)度算法模擬");　　printf("\n -------------------------

62、-------------------------\n");　　printf("\n 磁道讀取結(jié)果：\n");　　for(i=0;i<count;i++)　　{　　printf("%5d&

63、quot;,cidao[i]);//輸出讀取的磁道的磁道號(hào)　　}　　printf("\n ");　　while(C==1)　　{&l

64、t;p>　　printf(" ║ 操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) ║ \n");　　printf(" ╭═════┤ 磁盤調(diào)度算法 ├═════╮ \n ");　　printf(" ║

65、 1.返回 ║ \n");　　printf(" ║ 2.N步掃描算法(NStepScan) ║ \n");　　printf(" ╰═┤ 請(qǐng)輸入你的選擇的算法(輸

66、入0離開) ├═╯ \n");　　scanf("%d",&c);　　if(c==0) exit(0);　　printf(" ");　　while(c!=1&&c!=2)

67、;　　{　　printf("輸入數(shù)據(jù)超出范圍，請(qǐng)重新輸入您想進(jìn)行的調(diào)度算法：\n");　　scanf("%d",&c);　　}

68、　　switch(c)　　{　　case 1:　　SSTF(cidao,count);//最短尋道時(shí)間優(yōu)先算法　　printf("\n")

69、;　　break;　　case 2:　　i=0;　　fp=fopen("cidao.txt","r+");//讀取ci

70、dao.txt文件　　if(fp==NULL)//判斷文件是否存在　　{　　printf("\n 請(qǐng) 先設(shè) 置磁道! \n");　　exit(0);

71、　　}　　while(!feof(fp))//如果磁道文件存在　　{　　fscanf(fp,"%d",&cidao[i]);//調(diào)入磁道號(hào)<b

72、>　　i++;　　}　　count=i;　　printf("\n 磁道讀取結(jié)果：\n");　　for(i=0;i<count;i++)</

73、p>　　{　　printf("%5d",cidao[i]);//輸出讀取的磁道的磁道號(hào)　　}　　printf("\n ");

74、NStepSCAN(cidao,count);//N步掃描算法　　printf("\n");　　break;　　}　　printf(" 是否繼續(xù)(按0結(jié)束,按1繼續(xù))

75、?");　　scanf("%5d",&C);　　}　　return(0);　　流程圖　　實(shí)現(xiàn)技術(shù)&

76、lt;/b>　　為實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)，采用C++語(yǔ)言，VS2008開發(fā)環(huán)境。　　運(yùn)行結(jié)果如下：　　設(shè)計(jì)結(jié)論和心得　　通過課程設(shè)計(jì)得到如下結(jié)論：　　在N步掃

77、描算法中，還出現(xiàn)了這樣一個(gè)問題。就是，在對(duì)磁道號(hào)進(jìn)行分組時(shí)，最后一列的處理問題。在開始時(shí)由于籠統(tǒng)地進(jìn)行了平均分組，而沒有考慮無(wú)法完全分盡的情況，進(jìn)而導(dǎo)致最后一個(gè)甚至一些磁道號(hào)丟失的問題。不過最后，在單列最后一組后（即將最后一組與前面各組分開后）問題得到了解決。將余下的一個(gè)或一些磁道號(hào)全部加至最后一列末尾，很好地處理了數(shù)據(jù)丟失問題　　有如下幾點(diǎn)心得體會(huì)：

78、　通過這次的課程設(shè)計(jì)使我認(rèn)識(shí)到要將操作系統(tǒng)這門計(jì)算機(jī)專業(yè)的課學(xué)好不僅僅是要把書上的基本知識(shí)學(xué)好而且還要不斷進(jìn)行實(shí)踐，將所學(xué)的跟實(shí)踐操作結(jié)合起來(lái)才能更好地鞏固所學(xué)，才能提高自己實(shí)踐能力.通過這次的設(shè)計(jì)使我認(rèn)識(shí)到只停留在表面理解問題是很難使問題得到很好的解決的，實(shí)踐能力與理論知識(shí)同樣重要?？梢哉f(shuō)此課程設(shè)計(jì)的理論難度并不大，但是若要深入發(fā)掘其中的東西，并且實(shí)際去編程實(shí)現(xiàn)，就遇到了相當(dāng)大的難度。因?yàn)榕c之涉及的很多方面并沒有學(xué)過，需要自己去自學(xué)和

79、實(shí)踐檢驗(yàn)。通過模擬磁盤調(diào)度及進(jìn)程排隊(duì)算法來(lái)加深對(duì)操作系統(tǒng)中各個(gè)磁臂調(diào)度算法概念的理解。模擬磁盤調(diào)度算法(SSTF,NstepSCAN)，實(shí)現(xiàn)各種不同調(diào)度算法的過程，并計(jì)算各算法的平均尋道長(zhǎng)度，以便于我們判斷各種算法的優(yōu)劣以及各種算法使用的場(chǎng)合。　　2 Linux代碼分析　　為了進(jìn)一步了解操作系統(tǒng)內(nèi)核，學(xué)習(xí)了Linux操作系統(tǒng)的進(jìn)程同步程序，主要程序源代碼

80、如下：　　#!/bin/sh 　　# Author: Guo Wenxue(guowenxue@gmail.com) 　　# Date: Wen Mar 5 17:56:44 CST 2013 　　# Version: 1.0.

81、0 　　# Description: This shell script used to format all the source code in current forlder 　　# and convert source code file format from windows to linux </p&

82、gt;　　find -iname "*.c" -exec dos2unix {} \; 　　find -iname "*.h" -exec dos2unix {} \; 　　find -iname "makefile" -exec dos2unix {} \; <

83、;/p>　　find -iname "Makefile" -exec dos2unix {} \;　　# -npro 不要讀取indent的配置文件.indent.pro 　　# -kr 使用Kernighan&Ritchie的格式 　　#

84、-i4 設(shè)置縮排的格數(shù)為4 　　# -di28 將聲明區(qū)段的變量置于指定的欄位(28) 　　# -ts4 設(shè)置tab的長(zhǎng)度為4 　　# -bls 定義結(jié)構(gòu)，"struct"和"{"分行 　　# -

85、bl if(或是else,for等等)與后面執(zhí)行區(qū)段的”{“不同行，且”}”自成一行。 　　# -bli0 設(shè)置{ }縮排的格數(shù)為0 　　# -cli2 使用case時(shí)，switch縮排的格數(shù) 　　# -ss 若for或whiile區(qū)段只有一行時(shí)，在分號(hào)前加上空格 </p&

86、gt;　　# -bad 在聲明區(qū)段后加上空白行 　　# -bbb 塊注釋前加空行 　　# -bap 函數(shù)結(jié)束后加空行 　　# -sc 在每行注釋左側(cè)加上星號(hào)(*)。 　　# -bc 在聲明區(qū)段中，若出現(xiàn)逗號(hào)即

87、換行。 　　# -sob 刪除多余的空白行 　　# -l100 非注釋行最長(zhǎng)100 　　# -ncs 不要在類型轉(zhuǎn)換后面加空格 　　# -nce 不要將else置于”}”之后 　　# -nut

88、不要使用tab來(lái)縮進(jìn) 　　INDET_FORMAT="-npro -kr -i4 -ts4 -bls -bl -bli0 -cli2 -ss -bap -sc -sob -l100 -ncs -nce -nut" 　　find -iname "*.c" -exec indent $INDET_FORMAT {

89、} \; 　　find -iname "*.h" -exec indent $INDET_FORMAT {} \; 　　find -iname "*.h~" | xargs rm -rf {} \;　　功能說(shuō)明

90、　　這一段程序的主要功能為：　　（1）在 /usr/sbin/目錄下創(chuàng)建format_sg文件　?。?）更改其屬性為777　　接口說(shuō)明　　本程序的輸入?yún)?shù)為：INDET_FORMAT="-npro -kr

91、 -i4 -ts4 -bls -bl -bli0 -cli2 -ss -bap -sc -sob -l100 -ncs -nce -nut" 　　局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　　本程序共有6個(gè)局部變量及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其類型定義及語(yǔ)義如下：　　-npro 不要讀取indent的配置文

92、件.indent.pro 　　# -kr 使用Kernighan&Ritchie的格式 　　# -i4 設(shè)置縮排的格數(shù)為4 　　# -di28 將聲明區(qū)段的變量置于指定的欄位(28) 　　find -iname "*.c&quo

93、t; -exec dos2unix {} \; 　　find -iname "*.h" -exec dos2unix {} \; 　　find -iname "makefile" -exec dos2unix {} \; 　　find -iname "Mak

94、efile" -exec dos2unix {} \;　　流程圖　　本程序的流程圖所示　　圖2　程序流程圖　　2.5 實(shí)例說(shuō)明：&

95、lt;/b>　　format_sg　　[root@ShiGuang songjingbing]# format_sgdos2unix: converting file ./tcp_process.c to UNIX format ...dos2unix: converting file ./tcp_clie

96、nt.c to UNIX format ...dos2unix: converting file ./tcp_server.c to UNIX format ...dos2unix: converting file ./Makefile to UNIX format ...dos2unix: converting file ./Makefile to UNIX format ...[root@ShiGuang songjingb

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