操作系统磁盘调度算法源代码

1.主界面

void display(){

cout<<"\n\n\n\n Operating Systems Curriculum Design\n";

cout<<"\n ╔———————————————————————————————╗";

cout<<"\n ││";

cout<<"\n │名称: 磁盘调度│";

cout<<"\n ││";

cout<<"\n │工具: Visual Studio 2010 │";

cout<<"\n ││";

cout<<"\n │班级:1205 │";

cout<<"\n ││";

cout<<"\n │作者:xxxx │";

cout<<"\n ││";

cout<<"\n │学号：1324256688 │";

cout<<"\n ││";

cout<<"\n ╚———————————————————————————————╝\n";

system("pause");

system("cls");

2.前言提示用户此程序实现的算法

cout<<"【载入完成】"<

cout<<" 前言"<

cout<<" 欢迎使用『磁盘调度算法系统』，本程序实现了常用的磁盘调度算法如下所示：\n\n";

cout<<" ①最短寻道时间优先（SSTF）：最短寻道时间优先算法要求访问的磁盘与当前磁头所在的\n";

cout<<" 磁盘距离最近，以使每次的寻道时间最短。\n\n";

cout<<" ②扫描算法(SCAN)电梯调度：扫描算法不仅考虑到欲访问的磁道与当前磁道的距离\n";

cout<<" 更优先考虑的是磁头的当前移动方向。\n\n";

system("pause");

system("cls");//清屏

3.用户选择所使用的算法（先随机生成101个磁道号）void showMenu(int cidao[],int n){

int choice;

while(true){

cout<<"请您选择喜欢的算法来实现调度(输入1-3):";

cout<<"\n ╔—————————————╗"; cout<<"\n ││"; cout<<"\n │ 1.最短寻道时间优先(SSTF) |"; cout<<"\n ││"; cout<<"\n │ 2.扫描算法(SCAN) │"; cout<<"\n ││"; cout<<"\n │ 3.退出(EXIT) │"; cout<<"\n ││"; cout<<"\n ╚—————————————╝\n"; cout<

while(true){

cout<<"现在您选择的算法号是（1-3）：";

cin>>choice;

switch(choice){ /*case 1:

FCFS(a,n);

break;*/

case 1:

SSTF(cidao,n);

break;

case 2:

SCAN(cidao,n);

break;

case 3:

cout<<"\n要退出系统了欢迎使用本系统\n";

exit(0);

}

}

}

}

4.短寻道时间优先算法（SSTF）

(1)算法分析

①I优点：相较于先来先服务算法（FCFS）有更好的寻道性能，使每次的寻道时间最短。

II缺点：易造成某个进程发生“饥饿”现象。

②最短寻找时间优先调度算法总是从等待访问者中挑选寻找时间最短的那个请求先执行的，而不管访问者到来的先后次序。例如，如果现在读写磁头正在100号柱面上执行输出操作，而等待访问者依次要访问的柱面为55,58,39,18,90,160,150,38,184，那么，当100号柱面的操作结束后，应该先处理90号柱面的请求，然后到达58号柱面执行操作，随后处理55号柱面请求，后继操作的次序应该是39,38,18,150,160,184.采用最短寻找时间优先算法决定

等待访问者执行操作的次序时，读写磁头总共移动多个柱面的距离，与先来先服务、算法比较，大幅度地减少了寻找时间，具有更好的寻道性能，因而缩短了为各访问者请求服务的平均时间，也就提高了系统效率。但最短查找时间优先（SSTF）调度，FCFS会引起读写头在盘面上的大范围移动，SSTF查找距离磁头最短（也就是查找时间最短）的请求作为下一次服务的对象。SSTF查找模式有高度局部化的倾向，会推迟一些请求的服务，甚至引起无限拖延（又称饥饿）。

算法流程：输入磁头初始磁道号，序列长度，磁道号序列。选择磁盘调度算法（最短寻道时间优先调度(SSTF)）或（扫描调度算法(SCAN)）中的任意一个，若选择SSTF，则输出各进程被调度的顺序，并计算总的寻道长度和平均寻道长度，选择关闭则结束磁盘调度。

（2）算法流程图

开始

/**********************最短寻道时间优先调度算法********************/ void SSTF(int cidao[],int m)

{

system("cls");

int k=1;

int now,l,r;

int i,j,sum=0;

int a;

char str[100];

float ave;

cidao=bubble(cidao,m); //调用冒泡排序算法排序

cout<<"请输入当前的磁道号：";

C: cin>>str; //对输入数据进行有效性判断

a=decide(str);

if(a==0)

{

cout<<"输入数据的类型错误,请重新输入！"<

goto C;

}

else

now=trans(str,a); //输入当前磁道号

if(cidao[m-1]<=now) //若当前磁道号大于请求序列中最大者，则直接由外向内依次给予各请求服务 {

cout<<"磁盘扫描序列为：";

for(i=m-1;i>=0;i--)

cout<

sum=now-cidao[0];

}

if(cidao[0]>=now) //若当前磁道号小于请求序列中最小者，则直接由内向外依次给予各请求服务 {

cout<<"磁盘扫描序列为：";

for(i=0;i

cout<

sum=cidao[m-1]-now;

}

if(now>cidao[0]&&now

{

cout<<"磁盘扫描序列为：";

while(cidao[k]

{

k++;

}

l=k-1;

r=k;

while((l>=0)&&(r

{

if((now-cidao[l])<=(cidao[r]-now)) //选择与当前磁道最近的请求给予服务 {

cout<

sum+=now-cidao[l];

now=cidao[l];

l=l-1;

}

else

{

cout<

sum+=cidao[r]-now;

now=cidao[r];

r=r+1;

}

}

if(l==-1) //磁头移动到序列的最小号，返回外侧扫描仍未扫描的磁道

{

for(j=r;j

{

cout<

}

sum+=cidao[m-1]-cidao[0];

}

else //磁头移动到序列的最大号，返回内侧扫描仍未扫描的磁道

{

for(j=l;j>=0;j--)

{

cout<

}

sum+=cidao[m-1]-cidao[0];

}

}

ave=(float)(sum)/(float)(m);

cout<

cout<<"总的寻道长度： "<

cout<<"平均寻道长度： "<

cout<<"请按任意键返回系统菜单"<

getch();

showMenu(cidao,m);

}

最短寻道时间优先（SSTF）算法实现界面

5.扫描算法（SCAN）

（1）算法分析

①I优点：排除了磁头在盘面局部位置上的往复移动，SCAN算法在很大程度上消除了SSTF算法的不公平性，但仍有利于对中间磁道的请求。

II缺点：新进来的访问此磁道的进程的请求会被大大地推迟。增加延迟。

②SCAN 算法又称电梯调度算法。SCAN算法是磁头前进方向上的最短查找时间优先算法。

注：“电梯调度”算法是从移动臂当前位置开始沿着臂的移动方向去选择离当前移动臂最近的那个柱访问者，如果沿臂的移动方向无请求访问时，就改变臂的移动方向再选择。这好比乘电梯，如果电梯已向上运动到4层时，依次有3位乘客张一、张二、张三在等候乘电梯。他们的要求是：张一在2层等待去10层；张二在5层等待去底层；张三在8层等待去15层。由于电梯目前运动方向是向上，所以电梯的形成是先把乘客张三从8层带到15层，然后电梯换成下行方向，把乘客张二从5层带到底层，电梯最后再调换方向，把乘客张一从2层送到

10层。

我们仍用前述的同一例子来讨论采用“电梯调度”算法的情况。由于磁盘移动臂的初始方向有两个，而该算法是与移动臂方向有关，所以分成两种情况来讨论。这里是：移动臂先由里向外移动，再由外向里移动。开始时，，在100号柱面执行操作的读写磁头的移动臂方向是由里向外，趋向32号柱面的位置，因此，当访问100号柱面的操作结束后，沿臂移动方向最近的柱面是150号柱面。所以应先为150号柱面的访问者服务，然后是为160号柱面的访问者服务。之后，由于在向外移方向已无访问等待者，故改变移动臂的方向，由外向里依次为各访问者服务。在这种情况下为等待访问者服务的次序是184,90,58,55,39,38,18。

算法流程：输入磁头初始磁道号，序列长度，磁道号序列。选择磁盘调度算法（最短寻道时间优先调度(SSTF)）或（扫描调度算法(SCAN)）中的任意一个，若选择SCAN，则需要选择磁头移动方向是“向磁道号增加方向访问”或“向磁道号减少方向访问”，之后，输出各进程被调度的顺序，并计算总的寻道长度和平均寻道长度，选择关闭则结束磁盘调度。

（2）SCAN算法流程图

d=1

d=0

/*****************************扫描调度算法*******************************/

void SCAN(int cidao[],int n){

int temp;

int i,j;

int now;

int sum;

for(i=0;i

for(j=i+1;j

if(cidao[i]>cidao[j]){

temp=cidao[i];

cidao[i]=cidao[j];

cidao[j]=temp;

}

}

cout<<"\n按非递减顺序排列好的磁道: \n";

for(i=0;i

cout<

cout<

cout<<"\n请输入当前的磁道号: ";

cin>>now;

if(cidao[n-1]<=now){

for(i=n-1;i>=0;i--)

cout<

sum=now-cidao[0];

}

else

if(cidao[0]>=now){

for(i=0;i

cout<

sum=cidao[n-1]-now;

}

else{

int pointer;

int location=1;

int left,right;

while(cidao[location]

location++;

left=location-1;

right=location;

cout<<"\n请输入当前磁头想要移动的方向(1 磁道号增加方向，0 磁道号减小方向): ";

loop:

cin>>pointer;

cout<<"\n磁盘调度顺序为: \n";

if(pointer==0 || pointer==1){

if(pointer==0){

for(j=left;j>=0;j--)

cout<

for(j=right;j

cout<

sum=now+cidao[n-1]-2*cidao[0];

cout<

}

if(pointer==1){

for(j=right;j

cout<

for(j=left;j>=0;j--)

cout<

sum=2*cidao[n-1]-now-cidao[0];

cout<

}

}

else{

cout<<"\n输入不合法!!请输入0或1:\n";

goto loop;

}

}

cout<<"\n\n需要移动的总磁道数为: "<

cout<<"请按任意键返回系统菜单"<

getch();

showMenu(cidao,n);

}