磁盘调度算法的实现
磁盘调度算法实验报告
操作系统实验报告哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院磁盘调度算法一．实验概述：1.实验名称：磁盘调度算法2.实验目的：1）通过学习EOS 实现磁盘调度算法的机制，掌握磁盘调度算法执行的条件和时机；2）观察EOS 实现的FCFS、SSTF 和SCAN 磁盘调度算法，了解常用的磁盘调度算法；3）编写CSCAN 和N-Step-SCAN 磁盘调度算法，加深对各种扫描算法的理解。
3.实验类型：验证、设计4.实验内容：1）准备实验，创建一个EOS Kernel项目；2）验证先来先服务（FCFS）磁盘调度算法；3）验证最短寻道时间优先（SSTF）磁盘调度算法；4）验证SSTF算法造成的线程“饥饿现象”；5）验证扫描（SCAN）磁盘调度算法；6）改写SCAN算法；7）编写循环扫描（CSCAN）磁盘调度算法；8）验证SSTF、SCAN及CSCAN算法中的“磁臂粘着”现象；9）编写N-Step-SCAN磁盘调度算法。
二．实验环境操作系统：windows XP编译器：Tevalaton OS Lab语言：C三．实验过程1.设计思路和流程图：SCAN算法流程图：SSTF算法的流程图：CSACN流程图：N-STEP-SCAN算法调度：Array2.实验过程：1）新建一个EOS Kernel 项目；2）在sysproc.c 文件中找到控制台命令“ds”对应的函数ConsoleCmdDiskSchedule。
“ds”命令专门用来测试磁盘调度算法。
阅读该函数中的源代码，目前该函数使磁头初始停留在磁道10，其它被阻塞的线程依次访问磁道8、21、9、78、0、41、10、67、12、10；3）打开io/block.c 文件，在第378 行找到磁盘调度算法函数IopDiskSchedule。
阅读该函数中的源代码，目前此函数实现了FCFS 磁盘调度算法，流程图如下：4）生成项目，启动调试，待EOS 启动完毕，在EOS 控制台中输入命令“ds”后按回车；在EOS 控制台中会首先显示磁头的起始位置是10 磁道，然后按照线程被阻塞的顺序依次显示线程的信息（包括线程ID 和访问的磁道号）。
操作系统磁盘调度算法实验报告及代码
操作系统磁盘调度算法实验报告及代码一、实验目的通过实验掌握磁盘调度算法的实现过程，了解各种不同磁盘调度算法的特点和优缺点，并比较它们的性能差异。
二、实验原理磁盘调度是操作系统中的重要内容，其主要目的是提高磁盘的利用率和系统的响应速度。
常见的磁盘调度算法有：FCFS（先来先服务）、SSTF （最短寻道时间）、SCAN（扫描）、C-SCAN（循环扫描）等。
三、实验过程1.编写代码实现磁盘调度算法首先，我们需要定义一个磁盘请求队列，其中存放所有的IO请求。
然后，根据所选的磁盘调度算法，实现对磁盘请求队列的处理和IO请求的调度。
最后，展示运行结果。
以FCFS算法为例，伪代码如下所示：```diskQueue = new DiskQueue(; // 创建磁盘请求队列while (!diskQueue.isEmpty()request = diskQueue.dequeue(; // 取出队列头的IO请求//处理IO请求displayResult(; // 展示运行结果```2.运行实验并记录数据为了验证各种磁盘调度算法的性能差异，我们可以模拟不同的场景，例如，随机生成一批磁盘IO请求，并使用不同的磁盘调度算法进行处理。
记录每种算法的平均响应时间、平均等待时间等指标。
3.撰写实验报告根据实验数据和结果，撰写实验报告。
实验报告通常包括以下内容：引言、实验目的、实验原理、实验步骤、实验结果、实验分析、结论等。
四、实验结果与分析使用不同的磁盘调度算法对磁盘IO请求进行处理，得到不同的实验结果。
通过对比这些结果，我们可以看出不同算法对磁盘IO性能的影响。
例如，FCFS算法对于请求队列中的请求没有排序，可能会导致一些请求等待时间过长。
而SSTF算法通过选择离当前磁道最近的请求进行处理，能够减少平均寻道时间，提高磁盘性能。
五、实验总结通过本次实验，我们学习了操作系统中磁盘调度算法的原理和实现过程。
不同的磁盘调度算法具有不同的优缺点，我们需要根据实际情况选择合适的算法。
磁盘调度算法的模拟实现
磁盘调度算法的模拟实现磁盘调度算法是指操作系统中负责管理物理磁盘的一种算法，其主要目的是优化磁盘访问，提高磁盘效率。
常见的磁盘调度算法有FCFS（先来先服务）、SSTF（最短寻道时间优先）、SCAN（扫描）、C-SCAN（循环扫描）等。
下面我将分别介绍这几种算法的模拟实现。
1.FCFS（先来先服务）算法模拟实现：首先，我们需要定义一个队列，用于存储用户请求的磁道号。
然后，将用户请求的磁道号加入队列中，按照先来先服务的原则进行服务，即按照队列中的请求顺序依次访问磁盘。
计算总体访问时间等信息，并输出结果。
2.SSTF（最短寻道时间优先）算法模拟实现：首先，我们需要定义一个队列，用于存储用户请求的磁道号。
然后，从当前磁头位置开始，找到与当前位置距离最近的请求磁道号，计算距离最小的请求所在的队列位置，并将该请求从队列中取出访问磁盘。
重复上述过程，直至队列为空。
计算总体访问时间等信息，并输出结果。
3.SCAN（扫描）算法模拟实现：首先，我们需要定义一个队列，用于存储用户请求的磁道号。
然后，将用户请求的磁道号加入队列中，并将队列按磁道号从小到大排序。
假设当前磁头位置为start，将磁头移动到队列中第一个比start大的磁道号，然后按照顺时针方向继续移动，直至访问队列中最大的磁道号。
然后，改变移动方向，回到队列中最小的磁道号为止。
计算总体访问时间等信息，并输出结果。
4.C-SCAN（循环扫描）算法模拟实现：首先，我们需要定义一个队列，用于存储用户请求的磁道号。
然后，将用户请求的磁道号加入队列中，并将队列按磁道号从小到大排序。
假设当前磁头位置为start，将磁头移动到队列中第一个比start大的磁道号，然后按照顺时针方向继续移动，直至访问队列中最大的磁道号，并将磁头移动到队列中最小的磁道号。
计算总体访问时间等信息，并输出结果。
以上是对于不同磁盘调度算法的简要模拟实现。
在实际应用中，还需要考虑更多的细节，如怎样处理新到的请求、队列的管理等。
磁盘地址转换以及调度算法实现的探讨
２ ０ Ｎ ． ０７ Ｏ １ ０
Ｓｃ ｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｕ丽 ｉｎ ｅ ｅ ｄ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｃｏ ｓ ｌ
工 业 技 术
磁盘 地址转换 以及调 度算法 实现 的探讨
朱 洪莉 （ 遵义职 业技术学 院计科系 贵州遵义 ５ ３ ０ ） ６ ０ ０ 摘 要 ： 盘是 计算 机 中重要 的设备 之一 ，是存储 信 息和数 据 的 “ 磁 仓库 ” ，怎样访 问存 储在 磁盘上 的信 息 ，取 决于磁 盘地 址的 确定 以及磁 盘调度算 法的实现 ，本文就磁 盘地址 的确定加以分 析 ，引出一维地址 和三维地址 及其之 间的关系和调 度算法的语 言实现 ，并加 以探讨 ，最终达 到对磁盘 访问理 解的直 观性 。 关键词 ： 一维地址 三维地址 扫描算法 Ｃ语言 中图分类号 ： Ｐ Ｔ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ３ ０ ３ （０ ７０（） ０５ — ２ １７ — ５ ４２ ０ ）４ａ一 ０７ ０
上 ，接 下 来就是 访 问扇区 ，访 问扇 区要经 历 三个阶段 ： 将扇 区上 的数 据从 磁盘 读 出或 向磁盘 写 入 数据 寻道 是一种 机械 动作 ，约 占整个访 问 时 间的 ７ ％，所以磁盘 调度主 要以寻 道优化 ５ 为 主 要 因素 。 磁 盘 调 度 算 法 『 ｌ 先 来 先 服 务 算 法 ２有 （ Ｃ Ｓ ；最短 寻道时 间优先 算法 （Ｓ Ｆ） Ｆ Ｆ） ＳＴ ； 扫描 算 法 （ ａｎ） Ｎ 步 扫描 算 法 （ — ＳＣ ； Ｎ Ｓ ａ ） 循环 扫描算法 （Ｓ ａ ） ｃｎ ； Ｃ ｃｎ 。前三种算 法 中， 扫描算 法的寻道性能最好 ， 效率高 ，公平 合理 ，而 后两种 算 法是在 扫描 算法 的基础 上 进 一步改 进而 来 ，现 就以 扫描 算法 来讨论 其 实现 问题。 ４ １ 描算 法 （ ｃ ｎ ．扫 Ｓ ） ８ 扫 描算 法是在 磁 头 当前移 动方 向上 ，选 择 与当前 磁头 所在磁 道距 离最近 的请 求作 为 下 一次 的服务 ，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 。由于 这 种 算 法 中磁 头 移 动 的 规 律 颇 似 电 梯 的运 行 ，故 又称 电梯算法 （ｌｖ ｔｒ ｌｏ ｉ ｍ） ｅｅ ａｏ ａｇ ｒｔ ｈ 。 该 算法 根据 磁头 引臂 的移 动方 向可分 为 由外 向内和 由内向外两种 。 现 假设 一个单 磁头 磁盘组 共有 ２ ０个柱 ０ 面 ，依次 编号为 ：０ １ ９ ￣ ９ ，当前磁头位置处 于 第 ６ 号 柱面 ， ５ 现有如下请 求磁盘服务的队 列 ， 要访 问的柱面 分别是 ：
磁盘调度算法的模拟实现及对比
磁盘调度算法的模拟实现及对比磁盘调度算法是操作系统中的重要组成部分，它负责有效地管理磁盘的数据读取和写入。
在实际中，磁盘调度算法的选择对系统的性能有着重要影响。
为了更好地理解磁盘调度算法的运作原理以及它们之间的差异，我们可以进行模拟实现并对比它们的性能。
1.先来先服务算法（FCFS）FCFS算法简单直接，按照请求的顺序依次进行磁盘访问。
实现思路很简单，我们可以创建一个请求队列来存储待访问的磁盘请求。
当有新的请求到来时，将其加入到队列的末尾。
然后按照队列的顺序进行磁盘访问即可。
2.最短寻道时间优先算法（SSTF）SSTF算法选择距离当前磁头位置最近的磁道进行访问，以减少寻道时间。
实现思路是将磁盘请求按照与当前磁头位置的距离进行排序，然后按照排序后的顺序进行访问。
3.扫描算法（SCAN）SCAN算法按照同一方向扫描，当到达磁盘的边界时，改变扫描方向。
实现思路是维护两个队列，一个存储向磁头当前方向的磁道请求，另一个存储向磁头反方向的磁道请求。
先按照当前方向的队列进行访问，直到访问完毕；然后改变扫描方向，并访问反方向的队列中的请求。
以下是对三种算法进行模拟实现并对比它们性能的步骤：1.首先，我们需要模拟磁盘的读取和写入操作。
可以使用一个整型数组来模拟磁盘的扇区，数组中每个元素代表一个扇区的内容。
2.创建一个请求队列，用于存储待访问的磁道号。
可以随机生成一些待访问的磁道号，并根据算法的不同进行排序。
3.根据算法的要求，对请求队列进行排序。
4.模拟磁盘调度算法的运行过程。
对于每个磁道号，计算当前磁头位置与该磁道的距离，并记录总的移动距离。
5.统计总的移动距离，并计算平均移动距离。
6.对比不同算法的平均移动距离，分析它们的性能差异。
通过以上步骤，我们可以进行磁盘调度算法的模拟实现并对比它们的性能。
根据实际情况，我们可以调整磁道数、磁头位置、磁道位置等参数，以观察不同条件下算法的运行情况。
总的来说，磁盘调度算法的模拟实现及对比可以使我们更好地理解各种算法的运行原理，对于选择和优化磁盘调度算法具有重要意义。
磁盘调度实验报告实验总结
磁盘调度实验报告实验总结磁盘调度是操作系统中的一个重要概念，它是指操作系统通过合理的算法和策略来管理和调度磁盘上的数据访问请求。
磁盘调度的目的是提高磁盘的读写效率，减少磁盘访问的时间开销，从而提高系统的整体性能。
本次实验主要对比了三种常见的磁盘调度算法：先来先服务（FCFS）、最短寻道时间优先（SSTF）和电梯算法（SCAN）。
通过对比实验结果分析各种算法的性能表现和特点，并给出相应的实验总结。
实验总结如下：一、先来先服务（FCFS）算法FCFS算法是一种简单直接的磁盘调度算法，它按照请求的顺序依次进行访问。
实验结果表明，FCFS算法的平均寻道时间较高，且易产生长期等待现象。
这是因为FCFS算法无法优化磁头的移动顺序，只能按照请求的先后顺序安排磁道的访问，从而导致了较差的性能表现。
二、最短寻道时间优先（SSTF）算法SSTF算法根据当前磁头位置选择距离最近的请求进行服务。
实验结果表明，SSTF算法的平均寻道时间明显优于FCFS算法，且缓解了长期等待现象。
这是因为SSTF算法可以选择离当前磁头位置最近的请求，从而减少了寻道时间，提高了磁道的访问效率。
三、电梯算法（SCAN）算法SCAN算法也称为电梯算法，它模拟了电梯运行的原理。
SCAN算法先将磁头移动到一个极限位置，然后沿着一个方向依次访问请求，直到到达另一个极限位置，再改变方向重复上述过程。
实验结果表明，SCAN算法的平均寻道时间与SSTF 算法相当，且具有较好的均衡性。
这是因为SCAN算法可以使得磁头在磁盘上的行进路线保持平衡，避免了过多的磁道之间的跳跃，从而提高了磁道的访问效率。
综上所述，不同的磁盘调度算法具有不同的性能表现和特点。
在实际应用中，需要根据具体的场景和需求选择合适的磁盘调度算法。
一般而言，SSTF算法和SCAN算法在性能上表现较好，可以提高磁盘的读写效率，减少寻道时间开销。
而FCFS算法在实际应用中较为有限，对于长期等待和寻道时间要求较高的场景不太适用。
磁盘扫描算法实验报告
一、实验目的1. 了解磁盘调度算法的基本原理和分类。
2. 掌握磁盘扫描算法（SCAN）和循环扫描算法（CSCAN）的实现方法。
3. 通过实验验证两种算法的效率和适用场景。
二、实验内容1. 实验环境：Windows操作系统，C++编程语言，Qt开发环境。
2. 实验任务：实现磁盘扫描算法（SCAN）和循环扫描算法（CSCAN），模拟磁盘调度过程，并对比两种算法的效率和适用场景。
三、实验原理磁盘调度算法是为了提高磁盘访问效率而设计的一系列算法。
磁盘扫描算法（SCAN）和循环扫描算法（CSCAN）是常见的磁盘调度算法之一。
1. 磁盘扫描算法（SCAN）：该算法从磁头当前位置开始，按照一定的方向（如从低磁道到高磁道或从高磁道到低磁道）依次访问所有请求的磁道，直到访问完所有磁道。
访问完所有磁道后，磁头反向移动，重复上述过程。
2. 循环扫描算法（CSCAN）：该算法与SCAN算法类似，但访问完所有磁道后，磁头会直接返回到起始位置，而不是反向移动。
这样可以减少磁头的移动距离，提高磁盘访问效率。
四、实验步骤1. 设计实验界面，包括磁头初始位置、请求磁道序列、总寻道长度、平均寻道长度等显示信息。
2. 编写SCAN算法代码，实现以下功能：（1）初始化磁头位置和请求磁道序列。
（2）按照SCAN算法的规则，计算总寻道长度和平均寻道长度。
（3）在实验界面上显示总寻道长度和平均寻道长度。
3. 编写CSCAN算法代码，实现以下功能：（1）初始化磁头位置和请求磁道序列。
（2）按照CSCAN算法的规则，计算总寻道长度和平均寻道长度。
（3）在实验界面上显示总寻道长度和平均寻道长度。
4. 对比两种算法的效率和适用场景，分析实验结果。
五、实验结果与分析1. 实验数据磁头初始位置：100请求磁道序列：55，58，39，18，90，160，150，38，1842. SCAN算法结果总寻道长度：508平均寻道长度：50.83. CSCAN算法结果总寻道长度：492平均寻道长度：49.24. 分析从实验结果可以看出，CSCAN算法的总寻道长度和平均寻道长度均低于SCAN算法。
磁盘调度的实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解磁盘调度算法的基本原理和重要性。
2. 掌握几种常见的磁盘调度算法，包括先来先服务（FCFS）、最短寻道时间优先（SSTF）、扫描（SCAN）和循环扫描（C-SCAN）算法。
3. 通过模拟实验，分析不同磁盘调度算法的性能差异。
4. 优化磁盘调度策略，提高磁盘访问效率。
二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 编程语言：Python3.83. 磁盘调度算法模拟库：PyDiskScheduling三、实验内容1. FCFS算法：模拟实现先来先服务算法，按照请求顺序访问磁盘。
2. SSTF算法：模拟实现最短寻道时间优先算法，优先访问距离当前磁头最近的请求。
3. SCAN算法：模拟实现扫描算法，磁头从0号磁道开始向0号磁道移动，访问所有请求，然后返回到0号磁道。
4. C-SCAN算法：模拟实现循环扫描算法，与SCAN算法类似，但磁头在到达末尾磁道后返回到0号磁道。
四、实验步骤1. 导入PyDiskScheduling库。
2. 创建一个磁盘调度对象，指定磁头初始位置、请求序列和调度算法。
3. 运行调度算法，获取磁头移动轨迹和访问时间。
4. 分析算法性能，包括磁头移动次数、平均访问时间和响应时间等。
五、实验结果与分析1. FCFS算法：在请求序列较短时，FCFS算法表现较好。
但随着请求序列长度增加，磁头移动次数和访问时间明显增加。
2. SSTF算法：SSTF算法在请求序列较短时表现最佳，平均访问时间和响应时间较低。
但当请求序列较长时，算法性能下降，磁头移动次数增加。
3. SCAN算法：SCAN算法在请求序列较短时性能较好，但随着请求序列长度增加，磁头移动次数和访问时间逐渐增加。
与SSTF算法相比，SCAN算法在请求序列较长时性能更稳定。
4. C-SCAN算法：C-SCAN算法在请求序列较短时表现较好，但随着请求序列长度增加，磁头移动次数和访问时间逐渐增加。
与SCAN算法相比，C-SCAN算法在请求序列较长时性能更稳定，且磁头移动次数更少。
磁盘调度算法的模拟实现及对比
磁盘调度算法的模拟实现及对比磁盘调度算法是计算机操作系统中的重要概念，用于管理磁盘上的数据读写请求，使得磁盘的读写操作更加高效和优化。
常见的磁盘调度算法有先来先服务（FCFS）、最短寻道时间优先（SSTF）、电梯算法（SCAN）等。
磁盘调度算法的模拟实现需要先确定请求队列，即需要访问的磁盘扇区的序列。
在实现过程中，需要模拟磁盘的物理结构，包括磁盘的扇区数量、扇区大小等。
具体的模拟实现过程如下：1. 创建请求队列，包括需要访问的磁盘扇区序列；2. 模拟磁盘的物理结构，并将请求队列中的扇区按照物理位置排序；3. 选择一个磁盘调度算法，如FCFS、SSTF、SCAN等；4. 按照选择的算法依次处理请求队列中的磁盘访问请求，模拟磁盘的读写操作；5. 计算并输出磁盘访问的平均寻道时间、平均旋转延迟时间、平均传输时间等性能指标。
下面以FCFS算法为例，介绍磁盘调度算法的模拟实现过程。
FCFS算法是一种简单的磁盘调度算法，按照请求队列中请求的先后顺序进行磁盘访问，即先来先服务。
模拟实现过程如下：1. 创建请求队列，包括需要访问的磁盘扇区序列；2. 模拟磁盘的物理结构，并将请求队列中的扇区按照物理位置排序；3. 按照请求队列中的请求顺序，依次访问磁盘扇区，并记录磁盘访问的时间戳；4. 计算并输出磁盘访问的平均寻道时间、平均旋转延迟时间、平均传输时间等性能指标。
除了FCFS算法，还有SSTF、SCAN等磁盘调度算法。
它们的实现方法和性能指标计算方式略有不同，但实现过程的基本框架和步骤相似。
总之，磁盘调度算法的模拟实现需要先确定请求队列，模拟磁盘的物理结构，并选择合适的磁盘调度算法。
通过计算磁盘访问的各项性能指标，可以评估不同算法在不同应用场景下的优劣。
磁盘调度算法实验小结
磁盘调度算法实验小结1. 实验目的本次实验旨在通过模拟磁盘调度算法，深入理解不同调度算法的性能差异，并比较其优劣。
通过实验，我们期望能够掌握磁盘调度算法的基本原理，理解其在实际应用中的适用场景。
2. 算法原理在磁盘调度算法中，我们主要讨论了FCFS（先进先出）、SSTF（最短寻道时间优先）、SCAN（扫描）、C-SCAN（循环扫描）和LOOK（LOOK扫描）等算法。
这些算法的主要思想是通过不同的方式优化磁盘读/写请求的寻道时间，从而提高磁盘的I/O性能。
3. 实验环境实验环境包括一台服务器和一块磁盘。
服务器上安装了Linux操作系统，并使用C语言编写了磁盘调度算法的模拟程序。
磁盘具有多个柱面，每个柱面包含多个块。
4. 实验过程在实验过程中，我们首先对FCFS、SSTF、SCAN、C-SCAN和LOOK等算法进行了模拟。
然后，我们根据不同的磁盘读写请求，使用不同的算法进行寻道时间模拟。
最后，我们对模拟结果进行了分析和比较。
5. 实验结果通过模拟实验，我们得到了不同算法在不同磁盘读写请求下的寻道时间。
实验结果表明，SCAN和C-SCAN算法在平均寻道时间上表现较好，而SSTF算法在局部请求密集的情况下表现较好。
同时，我们发现FCFS算法的性能最差。
6. 性能比较通过对不同算法的寻道时间进行比较，我们发现SCAN 和C-SCAN算法在平均寻道时间上表现较好。
这是因为它们能够根据磁盘头部的移动方向来优化寻道时间。
而SSTF算法在局部请求密集的情况下表现较好，因为它的策略是优先寻找最近未被访问的柱面，这可以减少磁盘头部的移动距离。
然而，FCFS算法的性能最差，因为它总是按照请求的顺序进行寻道，没有考虑到磁盘头部的移动方向和局部请求的密集程度。
7. 结论通过本次实验，我们深入了解了不同磁盘调度算法的性能差异。
SCAN和C-SCAN算法在平均寻道时间上表现较好，适用于需要平衡寻道时间和I/O性能的情况；而SSTF算法在局部请求密集的情况下表现较好，适用于需要快速响应局部请求的情况。
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SetDI(DiscLine); //随机生成磁道数
N_Step_SCAN(Hand,DiscLine); //N步扫描算法(NStepScan)
break;
case 6:
SetDI(DiscLine); //随机生成磁道数
FCFS(Hand,DiscLine); //先来先服务算法(FCFS)
SSTF(Hand,DiscLine); //最短寻道时间优先算法(SSTF)
SCAN(Hand,DiscLine,0,9); //扫描算法(SCAN)
CSCAN(Hand,DiscLine); //循环扫描算法(CSCAN)
N_Step_SCAN(Hand,DiscLine); //N步扫描算法(NStepScan)
PaiXu(); //寻道长度由低到高排序
printf("\n寻道长度由低到高排序:");
for(i=0;i<5;i++)
{
printf("%4d ",Best[i][0]);
}
break;
}
printf("\n是否继续(按0结束,按1继续)?");
scanf("%5d",&Con);
}
}
return 0;
}
3、运行结果
1)输入初始磁道数及寻找范围
2)选择FCFS算法
3)重新随机生成磁道数，选择SSTF
4)重新随机生成磁道数，选择SCAN
5)重新随机生成磁道数，选择CSCAN
6)重新随机生成磁道数，选择NStepSCAN
7)对同一磁道序列，按算法的寻道效率进行排序
8）退出。