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《模擬電梯調(diào)度算法,實現(xiàn)對磁盤的驅(qū)動調(diào)度。.docx》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、操作系統(tǒng)實驗（第三次）一、實驗內(nèi)容模擬電梯調(diào)度算法，實現(xiàn)對磁盤的驅(qū)動調(diào)度。二、實驗目的磁盤是一種高速、大容量、旋轉(zhuǎn)型、可直接存取的存儲設(shè)備。它作為計算機系統(tǒng)的輔助存儲器，擔負著繁重的輸入輸出任務(wù)、在多道程序設(shè)計系統(tǒng)中，往往同時會有若干個要求訪問磁盤的輸入輸出請求等待處理。系統(tǒng)可采用一種策略，盡可能按最佳次序執(zhí)行要求訪問磁盤的諸輸入輸出請求。這就叫驅(qū)動調(diào)度，使用的算法稱為驅(qū)動調(diào)度算法。驅(qū)動調(diào)度能降低為若干個輸入輸出請求服務(wù)所需的總時間，從而提高系統(tǒng)效率。本實驗要求學生模擬設(shè)計一個驅(qū)動調(diào)度程序，觀察驅(qū)動調(diào)度程序的動態(tài)運行過程。通過實驗使學生理解和掌握驅(qū)動調(diào)度的職
2、能。三、實驗題目模擬電梯調(diào)度算法，對磁盤進行移臂和旋轉(zhuǎn)調(diào)度。[提示]：（1）磁盤是可供多個進程共享的存儲設(shè)備，但一個磁盤每時刻只能為一個進程服務(wù)。當有進程在訪問某個磁盤時，其他想訪問該磁盤的進程必須等待，直到磁盤一次工作結(jié)束。當有多個進程提出輸入輸出要求而處于等待狀態(tài)時，可用電梯調(diào)度算法從若干個等待訪問者中選擇一個進程，讓它訪問磁盤。選擇訪問者的工作由“驅(qū)動調(diào)度”進程來完成。由于磁盤與處理器是可以并行工作的、所以當磁盤在作為一個進程服務(wù)時，占有處理器的另一進程可以提出使用磁盤的要求，也就是說，系統(tǒng)能動態(tài)地接收新的輸入輸出請求。為了模擬這種情況，在本實驗中設(shè)置
3、了一個“接收請求”進程?！膀?qū)動調(diào)度”進程和“接收請求”進程能否占有處理器運行，取決于磁盤的結(jié)束中斷信號和處理器調(diào)度策略。在實驗中可用隨機數(shù)來模擬確定這兩個進程的運行順序，以代替中斷四、處理和處理器調(diào)度選擇的過程。因而，程序的結(jié)構(gòu)可參考圖3—1（2）“接收請求”進程建立一張“請求I/O”表，指出訪問磁盤的進程要求訪問的物理地址，表的格式為：假定某個磁盤組共有200個柱面，由外向里順序編號（0—199），每個柱面上有20個磁道，編號為0—19，每個磁道分成8個物理記錄，編號0—7。進程訪問磁盤的物理地址可以用鍵盤輸入的方法模擬得到。圖3—2是“接收請求”進程的模
4、擬算法。在實際的系統(tǒng)中必須把等待訪問磁盤的進程排入等待列隊，由于本實驗模擬驅(qū)動調(diào)度，為簡單起見，在實驗中可免去隊列管理部分，故設(shè)計程序時可不考慮“進程排入等待隊列”的工作。（3）“驅(qū)動調(diào)度”進程的功能是查“請求I/O”表，當有等待訪問磁盤的進程時，按電梯調(diào)度算法從中選擇一個等待訪問者，按該進程指定的磁盤物理地址啟動磁盤為其服務(wù)。對移動臂磁盤來說，驅(qū)動調(diào)度分移臂調(diào)度和旋轉(zhuǎn)調(diào)度。電梯調(diào)度算法的調(diào)度策略是與移動臂的移動方向和移動臂的當前位子有關(guān)的，所以每次啟動磁盤時都應(yīng)登記移動臂方向和當前位子。電梯調(diào)度算法是一種簡單而實用的驅(qū)動調(diào)度方法，這種調(diào)度策略總是優(yōu)先選擇與
5、當前柱面號相同的訪問請求，從這些請求中再選擇一個能使旋轉(zhuǎn)距離最短的等待訪問者。如果沒有與當前柱面號相同的訪問請求，則根據(jù)移臂方向來選擇，每次總是沿臂移動方向選擇一個與當前柱面號最近的訪問請求，若沿這個方向沒有訪問請求時，就改變臂的移動方向。這種調(diào)度策略能使移動臂的移動頻率極小，從而提高系統(tǒng)效率。用電梯調(diào)度算法實現(xiàn)驅(qū)動調(diào)度的模擬算法如圖3－3。（4）圖3－1中的初始化工作包括，初始化“請求I/O”表，置當前移臂方向為里移；置當前位置為0號柱面，0號物理記錄。程序運行前可假定“請求I/O”表中已經(jīng)有如干個進程等待訪問磁盤。在模擬實驗中，當選中一個進程可以訪問磁盤
6、時，并不實際地啟動磁盤，而用顯示：“請求I/O”表；當前移臂方向；當前柱面號，物理記錄號來代替圖3－3中的“啟動磁盤”這項工作。（1）程序中使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其說明。constintPCB=100;//定義100個進程intpcbs_num=0;//記錄當前io表的進程個數(shù)typedefstructprocess//請求io表{charpname[10];//進程名intCylinder;//柱面號intTrack;//磁道號intRecord;//物理記錄號intWay;}PROCESS;PROCESSpcbs[PCB];PROCESSa;//記錄當前位置（
7、柱面號、物理記錄號）采用帶頭節(jié)點的循環(huán)鏈表存（1）打印一份源程序并附上注釋。（2）#include（3）#include（4）#include（5）#include（6）#include（7）usingnamespacestd;（8）constintPCB=100;//定義100個進程（9）intpcbs_num=0;//記錄當前io表的進程個數(shù)（10）typedefstructprocess//請求io表（11）{（12）charpname[10];//進程名（13
8、）intCylinder;//柱面號（14）intT
