操作系统——移动臂调度算法的实现

南京工程学院
上机实验报告
课程名称：操作系统
实验项目名称：移动臂调度算法的实现学生班级：
学生学号：
学生姓名：
指导教师：
实验时间：
实验地点：信息楼专业机房实验成绩评定：
2016-2017-1学期
一、实验目的及内容
掌握操作系统的设备管理功能，熟悉移动臂调度算法，设计恰当的数据结构和算法，模拟实现移动臂调度算法。

要求至少模拟实现一种磁盘移臂调度算法。

二、实验相关知识简介
磁盘移臂调度的目标就是要使磁盘访问的总时间中的寻找时间最小。

因此，磁盘移臂调度要尽量减少磁盘移动臂移动的距离。

磁盘移臂调度算法很多，常用的也有好几种，一个好的磁盘调度算法，不仅要使磁盘寻找时间最小，同时，还要避免移动臂频繁地改变移动方向，因为频繁的改向不仅使时间增加，还容易损耗机械部件。

常用的磁盘移臂调度算法有：先来先服务、最短寻找时间优先、单向扫描、双向扫描调度算法等。

三、解决问题思路及关键程序代码分析
(一) 最短寻找时间优先调度算法简介
最短寻找时间调度算法总是使寻找时间最短的请求最先得到服务，跟请求者的请求时间先后顺序无关。

这种算法具有比先来先服务更好的性能。

但是该算法可能会出现请求者被“饿死”的情况，当靠近磁头的请求源源不断地到来，这会使早来的但离磁头较远的请求长时间得不到服务。

该算法的优点是可以得到较短的平均响应时间，有较好的吞吐量。

该算法的缺点是缺乏公平性，对中间磁道的访问比较“照顾”，对两端磁道访问比较“疏远”，相应时间的变化幅度较大。

该算法与先来先服务算法一样，都会导致移动臂频繁改向。

(二) 算法模拟
1. 对算法设计进行说明
该算法的实现中，主要是选择调度处理的磁道是与当前磁头所在磁道距离最近的磁道，以使每次的寻道时间最短。

当选择了某个离当前磁头所在磁道最近的磁道，下一轮的当前磁道便改成了上一轮的最近磁道，并且把这个最近的磁道从请求序列取消，直到请求序列中不再有请求的磁道。

2. 关键代码分析
import java.io.*;
import java.util.*;
public class
{
private static int maxsize = 100;
private static int Disc[] = new int[maxsize]; //请求序列
private static int count;//要访问的磁道数
private static int disc; //当前磁道号
private static int perTime;//移过每个柱面需要时间
private static int Distance=0;//总寻道长度
private static int FindTime;//查找时间
private static double AvgDistance;//平均寻道长度
public Suanfa(int disc,int count,int perTime,int Disc[])
{
this.disc=disc;
this.count=count;
this.perTime=perTime;
for(int i=0;i<Disc.length;i++)
Disc[i]=Disc[i];
}
public void input()
{
System.out.print("请输入当前磁道号:");
Scanner s1=new Scanner(System.in);
disc=s1.nextInt();
System.out.print("请输入要访问的磁道数:");
Scanner s2=new Scanner(System.in);
count=s2.nextInt();
System.out.print("请输入移过每个柱面需要的时间:");
Scanner s3=new Scanner(System.in);
perTime=s3.nextInt();
System.out.print("请输入磁盘请求序列（以空格隔开）:");
Scanner s4=new Scanner(System.in);
for(int i=0;i<count;i++)
Disc[i]=s4.nextInt();
}
public void Delete(int arr[],int n)
{
for(int i=n;i<arr.length-1;i++)
arr[i]=arr[i+1];
}
public void running()
{
int j=0,count1=count;
int min;
int discc=disc;
int Discc[]=new int[count];
while(j<count)
{
int num=0;
min=(Disc[0]>=discc)?(Disc[0]-discc):(discc-Disc[0]);
for(int i=0;i<count1;i++)
{
if(((Disc[i]>=discc)&&(Disc[i]-discc<min))||((Disc[i]<discc)&&(discc-Disc[i
]<min)))
{
min=(Disc[i]>=discc)?(Disc[i]-discc):(discc-Disc[i]);
num=i;
}
}
Discc[j++]=Disc[num];
Distance+=min;
discc=Disc[num];
Delete(Disc,num);
count1--;
}
AvgDistance=(double)Distance/count;
FindTime=perTime*Distance;
System.out.print("\n服务序列:"+disc+" ");
for(int i=0;i<count;i++)
System.out.print(Discc[i]+" ");
System.out.println("\n总寻道长度:"+Distance);
System.out.println("平均寻道长度:"+AvgDistance);
System.out.println("寻道时间:"+FindTime+"ms");
}
public static void main(String[] args)
{
System.out.println("----------最短寻找时间优先算法----------");
Suanfa Suanfa=new Suanfa(disc,count,perTime,Disc);
Suanfa.input();
Suanfa.running();
}
}
四、运行结果
程序的运行结果如图所示：
五、体会与提高
通过本次的实验设计，把教材中的理论知识转化为实践，在一定程度上深了我对读者-写者这类经典的同步问题的理解，同时也提高了我的动手编程和独立思考的能力。

虽然在分析问题的过程中，遇到了很多的疑惑与不解，但同时掌握了很多进程同步的知识
教师评语：。