模拟电梯调度算法概要

一、课程设计目的

了解驱动调度程序的动态运行过程, 理解和掌握驱动调度的职能。驱动调度能降低为若干个输入输出请求服务所需的总时间,从而提高系统功能。

二、软硬件环境

1.软件配置

windows.xp 、 TURBOC2。

2. 硬件配置

内存 256; CPU inter pentinum?4 2.80G 赫兹。

三、系统设计及开发过程

1. 系统具体设计过程

(1.模拟电梯调度算法, 对磁盘进行移臂和旋转调度, 使进程访问磁盘, 他们实现过程是:

通过随机函数产生 [0, 1]之间随机数, 判断这个随机数是不是大于 0.5, 是, 则执行驱动调度,否,则执行接受请求

(2 . 假定随机数大于 0.5,则执行驱动调度,在屏幕输出当前请求 I/O表中的等待进程, 然后输出选中进程名, 访问的柱面号, 物理记录和当前移臂方向。 (3 . 假定随机数小于 0.5,则执行接受请求。将输入的进程的物理地址排入等待队列,写入请求I/O表中。

2. 主要数据结构设计

为了记录进程访问磁盘请求的情况, 以及进程访问磁盘状态信息, 我们设计了请求 I/O表结构体 askb ,请求 I/O表包括四项

int name 进程名 //标志进程的名字;

int zmh 柱面号 //当前磁臂所在柱面号;

int wj 物理记录 //当前磁臂所在物理记录号;

int fx 方向 //移臂方向,向里,向外;

用请求 I/O表定义了请求 I/O表 W[1600],全局型变量 M 。

1、私有成员

(1、结构体型数组 b[1600]充当等待队列;

(2、两个变量 m , n 记录最后访问柱面号,物理记录号

(3、变量 cont 记录输入请求的个数;

(4、数组 flag[1600]记录移臂方向;

(5、 M 是接受请求输入的中间量;

(6、 l,h 记录选中进程数

2、公有成员

(1、 jieshou ( 将输入的请求访问磁盘的进程的进程名,柱面号及物理记录写入请求 I/O表中,变量 g 加 1;

(2、 driver( 沿臂移动方向选择离当前旋转或移臂距离最短的等待访问进程

(3、 print( 输出当前请求 I/O表中的等待访问进程, 并输出选中的进程名, 访问柱面号,物理记录号

3. 算法设计

主要函数说明及其流程图

函数名 main( 如图 1主程序流程所示。

功能初始化请求 I/O表, 根据随机函数产生的 [0, 1]之间的数, 判断是否大于1/2,是,则执行驱动调度,否,则执行接受请求。

入口参数无

返回值无

图 1主程序流程图

函数名 jieshou( 如图2“接受请求”模拟算法所示

功能将输入的进程访问磁盘请求排入等待队列,写入请求 I/O表

入口参数无

返回值无

图2 “接受请求”模拟算法

函数名 driver( 如图 3电梯调度模拟算法所示

功能模拟电梯调度,实现进程对磁盘的访问。查找“请求 I/O表” ,当有等待访问磁盘的进程时, 优先选择与当前柱面号相同的请求, 从这些请求中选择一能使旋转距离最短的等待访问进程, 如没有与当前柱面号相同的访问请求, 则移臂来选择,沿臂移动方向选择一个与当前柱面号最近的访问进程。

入口参数无

返回值无

图 3电梯调度模拟算法

4.源代码:

/*本程序使用磁盘中的柱面数为 200,物理记录数为 8*/ struct askb /*请求 I/O表 */

{

int jname; /*进程名 */

int zmh;

int wj;

char fx;

};

struct askb W[1600],M;

int flag[1600]={0}; /*记录磁臂的方向, 0向里, 1向外 */

int r=0;

int cont=1;

int m=0,n=0; /*记录当前磁盘位置 */

int Q;

int t=0;

int g=1;

int b[1600]={1,0,0}; /*记录有无进程访问磁盘请求 */

print(

{

int sc;

printf("qingqiu I/O biao\n"; /*输出请求 I/O表 */

for(sc=0;sc<1600;sc++

if(W[sc].jname!='N'&&W[sc].jname!=0&&flag[sc]==0

printf("jname=%d,zmh=%d,wj=%d,fx=u\n",W[sc].jname,W[sc].zmh,W[sc].wj; else if(W[sc].jname!='N'&&W[sc].jname!=0&&flag[sc]==1

printf("jname=%d,zmh=%d,wj=%d,fx=d\n",W[sc].jname,W[sc].zmh,W[sc].wj;

b[W[r].zmh*8+W[r].wj]=0;

printf("jincheng fangwen cipan\n"; /*启动磁盘 */

printf("jname=%d,zmh=%d,wj=%d,fx=%c\n",W[r].jname,W[r].zmh,W[r].wj,W[r]. fx;

printf("\n";

cont--;

}

driver(

{

int i,j;

int z=0,y=0; int l=0; int h=0; Q=m*8+n; if(t==0 /*初始移臂方向为里移*/

for(i=Q;i<1600;i++ if(b[i]==1 /*在沿臂移动方向找到与当前访问位置最近的*/ { l++; m=i/8; n=i%8; for(r=0;r<1600;r++ if(W[r].jname!='N'&&W[r].zmh==m&&W[r].wj==n { print(; /*调用输出程序*/ W[r].jname='N'; if(m==199&&n==7 t=1; /*磁臂移到最里面，向反方向寻找*/ break; } if(l==1 break; /*访问磁盘的进程数*/ } else { z++; /*如沿臂移动方向找不到请求,则向反方向寻找*/ if(z==1600-Q { t=1; break; } } if(t==1 /*初始移臂方向为外移*/ for(j=Q;j>=0;j-- if(b[j]==1 /*在沿臂移动方向找到与当前访问位置最近的*/ { h++; m=j/8; /*记录当前磁盘位置*/ n=j%8; for(r=0;r<1600;r++

if(W[r].jname!='N'&&W[r].zmh==m&&W[r].wj==n { print(; /*调用输出程序*/

W[r].jname='N'; if(m==0&&n==0 t=0; /*磁臂移到最外 5

面，向反方向寻找*/ break; } if(h==1 break; } else { y++; 寻找*/ if(y==Q { t=0; break; } } } jieshou( { if(g==1600 g=0; /*如请求 I/O 表已满,则从头开始*/

printf("INPUT jname(shuzi,zmh(0-199,wj(0-7\n";

scanf("%d,%d,%d",&M.jname,&M.zmh,&M.wj; if(b[M.zmh*8+M.wj]==1 /*检查是否有重复请求*/ { printf("cunzai!!\n"; getch(; } else { W[g].jname=M.jname; /*写入请求

I/O 表*/ W[g].zmh=M.zmh; W[g].wj=M.wj; b[M.zmh*8+M.wj]=1; cont++;

if(M.zmh*8+M.wj>=m*8+n /*初始移臂方向*/ { flag[g]=0; W[g].fx='u'; } else

{ flag[g]=1; W[g].fx='d'; } 6 /*如沿臂移动方向找不到请求,则向反方向

g++; } } main( { double s; int k,e; e=0; W[0].jname=2; W[0].zmh=0; W[0].wj=0; W[0].fx='u'; while(1 /*随时等待输入或驱动调度*/ { k=0;

s=(double(rand(/(double32767; /*产生[0，1]之间随机数*/ while(k<1600 { if(b[k]==0 e++; k++; if(e==1600 s=0.4; } if(cont==2 s=0.6; /*判断请求 I/O 表是否已满*/ if(s>0.5 /*如产生随机数大于 0.5 则驱动调度,否则接受请求*/ driver(; else jieshou(; } } 5. 结果显示：结果显示：输入进程名 7

四、参考资料：参考资料：《C 语言程序设计》《操作系统》学出版社《操作系统原理与实践》谭浩强编著清华大学出版社汤子瀛哲凤屏汤小丹编著西安电子科技大林亚平著电子科技出版社 8