操作系统实验之磁盘调度算法模拟（最短寻道时间优先SSTF 和 扫描算法SCAN）

时间：2021-01-27 10:24:19

操作系统实验之磁盘调度算法模拟（最短寻道时间优先SSTF 和 扫描算法SCAN）

  • 最短寻道时间优先SSTF
    • 要求每次访问的磁道与当前磁头所在的磁道距离最近、
    • 也就是每次访问距离磁头最近的磁道
  • 扫描算法SCAN
    • 由里向外地访问，直到再无更外的磁道需要访问时，才将磁臂转向为自外向里移动
  • 磁盘调度算法 详细介绍

模拟代码：

#include<stdio.h>
#include<algorithm>
#include<math.h>
using namespace std;

//定义磁盘号的范围（0 <= 磁盘号 < MAX_DISK_NUMBER)
const int MAX_DISK = 200;
//定义一个数组存储要访问的磁盘的序列号
int Disk[MAX_DISK + 1];
//DISK_NUMBER要访问的磁道的数量，
int DISK_NUMBER = 0;
//保存磁道的访问方向 DIRECTION 为 1 时从小到大， 为 0 时 从大到小；
int DIRECTION = 1;
//定义当前磁道号
int CURRENT_DISK;

//比较大小的方法，用于对 Disk[] 的排序
int compare(int a,int b){
return a > b;
}

//最短寻道时间优先（SSTF）
//将当前的磁道号放入要访问的磁道号 Disk[] 中，排序后便可轻易找到其左右的要访问的磁道号
void SSTF(){
//定义三个变量，left标记 当前磁道 左边第一个微调度的磁道号在数组中的序号
//right 标记 当前磁道 右边第一个未调度的磁道号在数组中的序号
//now 当前磁道；
int left,right,now;
//定义寻道长度和平均寻道长度
double length = 0,avg_length = 0;
//根据磁道移动的方向不同对磁道号进行排序
if(DIRECTION == 1)
        sort(Disk,Disk + DISK_NUMBER + 1);
else
        sort(Disk,Disk + DISK_NUMBER + 1,compare);

// //输出排序后的Disk[]
// for(int i = 0; i < DISK_NUMBER; i++)
// printf("%d ",Disk[i]);
for(int i = 0; i <= DISK_NUMBER; i++)
    {
//找到当前磁道 左右边第一个未调度的磁道号在数组中的序号
if(Disk[i] == CURRENT_DISK)
        {
            now = i;
            left = i -1;
            right = i + 1;
        }
    }
//不断寻找距离 now 进的并输出，相应改变 now left right
while(!(left == -1 && right == DISK_NUMBER + 1))
    {
//如果左侧到了 Disk[] 外则把右边的顺序输出
if(left <= -1)
        {
            length += fabs(Disk[right] - Disk[now]);
for(int i = right; i <= DISK_NUMBER; i++)
            {
if(i > right)
                    length += fabs(Disk[i] - Disk[i - 1]);
printf("%d ",Disk[i]);
            }
break;
        }
//如果右侧到了 Disk[] 外则把左边的顺序输出
if(right == DISK_NUMBER + 1)
        {
            length += fabs(Disk[now] - Disk[left]);
for(int i = left; i >=0; i--)
            {
if(i < left)
                    length += fabs(Disk[i] - Disk[i + 1]);
printf("%d ",Disk[i]);
            }
break;
        }
//right 距离 <= left 向右走（不管方向为什么，都是往右走，因为方向不同时的排序方法不同，
//根据方向区分左右距离相等时向左还是向右的话，效果与排序叠加，恰好得到了错误的序列）
if(fabs(Disk[right] - Disk[now]) <= fabs(Disk[now] - Disk[left]))
        {
            length += fabs(Disk[right] - Disk[now]);
printf("%d ",Disk[right]);
            now = right;
            right++;
        }
else if(fabs(Disk[right] - Disk[now]) > fabs(Disk[now] - Disk[left]))
        {
            length += fabs(Disk[now] - Disk[left]);
printf("%d ",Disk[left]);
            now = left;
            left--;
        }
    }
//计算平均寻道时间
    avg_length = length / DISK_NUMBER;
printf("平均寻道时间为：%lf",avg_length);
}

//扫描算法（SCAN）
void SCAN()
{
//定义三个变量，left标记 当前磁道 左边第一个微调度的磁道号在数组中的序号
//right 标记 当前磁道 右边第一个未调度的磁道号在数组中的序号
//now 当前磁道；
int left,right,now;
//定义寻道长度和平均寻道长度
double length = 0,avg_length = 0;
//根据磁道移动的方向不同对磁道号进行排序
if(DIRECTION == 1)
        sort(Disk,Disk + DISK_NUMBER + 1);
else
        sort(Disk,Disk + DISK_NUMBER + 1,compare);

// //输出排序后的Disk[]
// for(int i = 0; i <= DISK_NUMBER; i++)
// printf("%d ",Disk[i]);
for(int i = 0; i <= DISK_NUMBER; i++)
    {
//找到当前磁道 左右边第一个未调度的磁道号在数组中的序号
if(Disk[i] == CURRENT_DISK)
        {
            now = i;
            left = i -1;
            right = i + 1;
        }
    }
    length += fabs(Disk[now] - Disk[right]);
//从now向DIRECTION方向移动
for(int i = right; i <= DISK_NUMBER; i++)
    {
if(i > right)
            length += fabs(Disk[i] - Disk[i -1]);
printf("%d ",Disk[i]);
    }
    length += fabs(Disk[DISK_NUMBER] - Disk[left]);
//走到DIRECTION方向尽头，返回扫描
for(int i = left; i>=0; i--)
    {
if(i < left)
            length += fabs(Disk[i] - Disk[i + 1]);
printf("%d ",Disk[i]);
    }
//计算平均寻道时间
    avg_length = length / DISK_NUMBER;
printf("平均寻道时间为：%lf",avg_length);
}

int main()
{
printf("input the number of the disk\n");
scanf("%d",&DISK_NUMBER);
printf("input the Disk[]\n");
for(int i = 0; i < DISK_NUMBER; i++)
scanf("%d",&Disk[i]);
printf("input the direction of the disk , right = 1 and left = 0\n");
scanf("%d",&DIRECTION);
printf("input the current disk\n");
scanf("%d",&CURRENT_DISK);
//把CURRENT_DISK加入Disk[]
    Disk[DISK_NUMBER] = CURRENT_DISK;
printf("the answer of the SSTF is:\n");
    SSTF();
printf("\nthe answer of the SCAN is:\n");
    SCAN();
return 0;
}
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