磁盘调度

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磁盘调度

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磁盘调度1设计目的(1)要求学生设计一个模拟磁盘调度的程序。

(2)理解磁盘调度过程中的三个时间段。

(3)理解磁盘调度的三种算法。

2实验原理共享设备的典型代表磁盘,磁盘的物理块的地址由柱面号、磁头号、扇区号来指定,完成磁盘某一个物理块的访问要经过三个阶段:寻道时间Ts、旋转延迟Tw和读写时间Trw。

寻道时间Ts是磁头从当前磁道移动到目标磁道所需要的时间;旋转延迟Tw是当磁头停留在目标磁道后,目标物理块从当前位置旋转到磁头位置的时间;读写时间Trw是目标物理块内容与内存中对应交换的时间。

磁盘调度的原则是公平和高吞量,衡量指标有访问时间T 和平均访问时间Ta:T=Ts+Tw+TrwT=Tsa+Twa+Trwa寻道时间和旋转延迟为调度算法的主要考虑因素。

减少访问时间就是要减少寻道时间和旋转延迟。

3设计要求(1)设计一个函数完成先来先服务的磁盘调度功能。

(2)设计一个函数完成最短寻道时间优先的磁盘调度功能。

(3)设计一个函数完成电梯算法的磁盘调度功能。

4环境操作系统WindowsXP,开发工具VC++6.0或者BCB6.0。

5步骤(1)打开VC,选择菜单项File→New,选择Project选项卡并建立一个名为cidao的win32 console application工程。

(2)在工程中创建原文件cidao.cpp:选择菜单项Project→Add to Project→File,此时将打开一个新窗口,在其中输入想要创建的文件名字,这里是cidao.cpp,其中编辑好原文件并保存。

(3)通过调用菜单项Build→Rebuild all进行编译连接,可以在指定的工程目录下得到debug→cidao.exe程序,可以在控制台进入该debug 目录运行程序。

6运行结果分析FCFS将申请磁盘服务的进程按先后顺序排队,每次调度选择位于队首的进程运行。

请求的先后顺序是18,5,23,8,16。

可以计算出所有进程运行后磁头一共移动的磁道数:13+18+15+8=54(见图12.12)。

操作系统有哪些主要调度算法

操作系统有哪些主要调度算法

操作系统有哪些主要调度算法操作系统调度算法一、磁盘调度1.先来先服务fcfs:是按请求访问者的先后次序启动磁盘驱动器,而不考虑它们要访问的物理位置2.最短一般说来时间优先sstf:使距当前磁道最近的命令访问者启动磁盘驱动器,即是使查找时间最短的那个作业先继续执行,而不考量命令访问者到来的先后次序,这样就消除了先来先服务调度算法中磁臂移动过小的问题3.扫描算法scan或电梯调度算法:总是从磁臂当前位置开始,沿磁臂的移动方向去选择离当前磁臂最近的那个柱面的访问者。

如果沿磁臂的方向无请求访问时,就改变磁臂的移动方向。

在这种调度方法下磁臂的移动类似于电梯的调度,所以它也称为电梯调度算法。

4.循环读取算法cscan:循环读取调度算法就是在读取算法的基础上改良的。

磁臂改成单项移动,由外向里。

当前边线已经开始沿磁臂的移动方向回去挑选距当前磁臂最近的哪个柱面的访问者。

如果沿磁臂的方向并无命令出访时,再返回最外,出访柱面号最轻的作业命令。

操作系统调度算法二、进程调度算法1.先进先出算法fifo:按照进程步入准备就绪队列的先后次序去挑选。

即为每当步入进程调度,总是把准备就绪队列的队首进程资金投入运转。

2.时间片轮转算法rr:分时系统的一种调度算法。

轮转的基本思想是,将cpu的处理时间划分成一个个的时间片,就绪队列中的进程轮流运行一个时间片。

当时间片结束时,就强迫进程让出cpu,该进程进入就绪队列,等待下一次调度,同时,进程调度又去选择就绪队列中的一个进程,分配给它一个时间片,以投入运行。

3.最低优先级算法hpf:进程调度每次将处理机分配给具备最低优先级的准备就绪进程。

最低优先级算法可以与相同的cpu方式融合构成可以抢占市场式最低优先级算法和不容抢占市场式最低优先级算法。

4.多级队列反馈法:几种调度算法的结合形式多级队列方式。

操作系统调度算法三、常用的批处理作业调度算法1.先来先服务调度算法fcfs:就是按照各个作业进入系统的自然次序来调度作业。

磁盘调度的实验报告(3篇)

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。

麒麟磁盘io调度算法

麒麟磁盘io调度算法

麒麟磁盘IO调度算法简介麒麟磁盘IO调度算法是一种用于管理磁盘IO请求的调度算法。

它的目标是通过合理的调度磁盘IO请求,最大化系统的性能和吞吐量。

这种调度算法被广泛应用于操作系统中,特别是在现代操作系统中,对于提高系统性能和响应时间非常重要。

磁盘IO调度算法的主要作用是在多个磁盘IO请求之间进行有效的调度,以最小化磁盘头移动的数量,并提高系统的磁盘IO性能。

麒麟磁盘IO调度算法是一种基于扫描算法的调度算法,它会沿着磁盘的柱面进行移动,以便合并相邻的IO请求,从而减少磁盘头的移动距离。

算法原理麒麟磁盘IO调度算法基于以下原理:1.扫描算法:麒麟磁盘IO调度算法是一种基于扫描算法的调度算法。

它的思想是沿着磁盘的柱面进行移动,以便合并相邻的IO请求。

这样可以减少磁盘头的移动距离,提高系统的磁盘IO性能。

2.公平性:麒麟磁盘IO调度算法是一种公平的调度算法,它会对所有的IO请求进行公平的调度,避免某些IO请求长时间得不到满足。

3.响应时间优先:麒麟磁盘IO调度算法注重提高系统的响应时间。

它会将响应时间较短的IO请求优先调度,以便尽快完成。

4.高吞吐量:麒麟磁盘IO调度算法也考虑了系统的吞吐量。

它会尽量合并相邻的IO请求,以提高系统的吞吐量。

算法过程麒麟磁盘IO调度算法的具体过程如下:1.初始化:将所有的IO请求按照到达时间进行排序,并将磁盘头的初始位置设置为IO请求队列中的第一个请求所在的柱面。

2.执行调度:从磁盘头当前位置开始沿着磁盘的柱面进行移动,判断当前位置是否有待处理的IO请求。

如果有,则进行处理;如果没有,则继续沿着磁盘柱面移动。

3.IO请求处理:对于每个待处理的IO请求,根据算法的特定规则进行处理。

通常情况下,麒麟磁盘IO调度算法会将相邻的IO请求合并,以减少磁盘头的移动距离。

4.完成调度:当所有的IO请求处理完毕后,调度算法完成。

算法优化为了进一步提高系统的性能和吞吐量,麒麟磁盘IO调度算法可以进行以下优化:1.调度策略调整:根据系统的具体需求和特点,可以调整调度算法的策略。

opengauss 磁盘调度参数

opengauss 磁盘调度参数

opengauss 磁盘调度参数磁盘调度是操作系统中的一个重要组成部分,它负责管理磁盘上的读写操作。

磁盘调度的性能将直接影响到系统的整体性能和响应速度。

而在opengauss中,也有一些与磁盘调度相关的参数需要进行配置和调整。

1. ioconcurrency参数ioconcurrency参数用于设置数据库并发I/O的数量,即同时进行的磁盘 I/O 操作的最大数量。

该参数的默认值为0,表示未进行配置。

在配置该参数时,需要考虑服务器的硬件资源以及负载情况。

如果服务器的磁盘 I/O 负载较高,可以适当增加ioconcurrency的值来提高并发I/O操作的能力。

2. random_page_cost参数random_page_cost参数用于设置随机(非顺序)读取一个磁盘块的成本。

这对于磁盘调度算法的选择是非常重要的。

random_page_cost值越高,系统就越倾向于选择顺序读取,而较低的值则会导致系统更倾向于选择随机读取。

该参数的默认值为4,一般情况下不需要进行调整,但在特定场景中,可以根据实际情况进行适当调整。

3. max_wal_size参数max_wal_size参数用于设置WAL日志文件的最大大小。

WAL (Write-Ahead Logging)是一种常见的磁盘访问模式,它可以提高系统的可靠性和性能。

max_wal_size的值通常由数据库运行环境决定,需要根据实际情况进行调整。

较大的值可以提高系统的容错性,但也会增加磁盘空间的占用。

4. checkpoint_completion_target参数checkpoint_completion_target参数用于控制系统检查点(checkpoint)过程的速度。

系统检查点是一种重要的磁盘调度机制,用于将内存中的数据写入磁盘以确保数据的一致性。

checkpoint_completion_target的值范围为0到1,它表示在一个检查点过程中,写入磁盘的数据量与整个过程时间的比例。

磁盘调度算法实验小结

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。

计算机操作系统第七章--磁盘调度

计算机操作系统第七章--磁盘调度

7.1.1磁盘性能简述
2.移动头磁盘 每个盘面配一个磁头,装入磁臂 中,为能访问该盘面上的所有磁道,该 磁头必须移动进行寻道。移动头磁盘只 能进行串行读/写,I/O速度较慢,但结 构简单,广泛地用于中、小型磁盘设备 中。在微机上配置的温盘(温彻斯特)和 软盘,都采用移动磁头结构,故本节主 要针对这类磁盘的I/O进行讨论。
7.1.3 各种扫描算法
N步SCAN算法是将磁盘请求队 列分成若干个长度为N的子队列,磁 盘调度将按FCFS算法依次处理这些 子队列。每处理一个队列时,又是 按SCAN算法,对一个队列处理完后 又处理其它队列,这样就可避免出 现粘着现象。
7.1.3 各种扫描算法
当N值取得很大时,会使N步扫描 算法的性能,接近于SCAN算法的性 能,当N=1时,N步SCAN算法退化 为FCFS算法。
58
55 39
32
3 16
38
18
1
20
平均寻道长度:27.8
7.1.3 各种扫描算法
二、循环扫描CSCAN(Circular SCAN)单 向扫描 SCAN算法既能获得较好的性能, 又能访止进程饥饿,广泛用于大、中、 小型 机和网络中的磁盘调度。
7.1.3 各种扫描算法
问题:当磁头刚从里向外移动过 某一磁道时,恰有一进程请求访问 此磁道,这时该进程必须等待,待 磁头从里向外,然后再从外向里扫 描完所有要访问的磁道后,才处理 该进程的请求,致使该进程的请求 被严重地推迟。
7.1.3 各种扫描算法
被访问的下 一个磁道号 150 160 184 18 38 39 55 58 90 移动距离 (磁道数) 50 10 24 166 20 1 16 3 32
平均寻道长度:27.5

操作系统磁盘调度算法例题讲解

操作系统磁盘调度算法例题讲解

操作系统磁盘调度算法例题讲解1. 磁盘调度算法的背景和意义磁盘调度算法是操作系统中的重要组成部分,它的主要目的是优化磁盘访问,提高磁盘I/O操作的效率。

在计算机系统中,磁盘是一个重要的存储介质,它负责存储和读写数据。

然而,由于磁盘访问具有机械运动延迟和寻道时间等特性,使得磁盘I/O操作成为计算机系统中一个性能瓶颈。

为了解决这个问题,人们提出了各种各样的磁盘调度算法。

这些算法通过优化访问顺序、减少寻道时间、提高数据传输率等方式来提高磁盘I/O操作效率。

因此,深入了解和掌握不同类型的磁盘调度算法对于优化计算机系统性能具有重要意义。

2. 先来先服务(FCFS)调度算法先来先服务(First-Come, First-Served)是最简单、最直观的一种磁盘调度算法。

它按请求顺序处理I/O请求。

当一个请求到达时,在当前位置完成当前请求后再处理下一个请求。

然而,在实际应用中,FCFS存在一些问题。

首先,它无法充分利用磁盘的带宽,因为磁盘的读写头可能在处理当前请求时,其他请求已经到达。

其次,由于磁盘请求的随机性,FCFS可能导致某些请求等待时间过长。

3. 最短寻道时间优先(SSTF)调度算法最短寻道时间优先(Shortest Seek Time First)是一种基于当前位置选择下一个最近请求的调度算法。

在SSTF算法中,选择离当前位置最近的请求进行处理。

SSTF算法相对于FCFS算法来说,在减少寻道时间方面有一定的优势。

它能够充分利用磁盘带宽,并且能够减少某些请求等待时间过长的问题。

然而,SSTF算法也存在一些问题。

首先,在某些情况下,由于选择最近的请求进行处理,可能导致某些较远位置上的请求长期等待。

其次,在高负载情况下,由于大量随机访问导致寻道距离变大,SSTF 算法可能会导致饥饿现象。

4. 扫描(SCAN)调度算法扫描(SCAN)是一种按一个方向依次处理I/O请求,并在到达边界后改变方向的调度算法。

SCAN算法从一个方向开始处理请求,直到到达磁盘的边界。

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4、实验结果及分析
4.1 实验结果
4.2 结果分析 由用户输入磁盘磁道数,然后随机生成请求的磁道数,根据用户的选 择,按照不同的方法进行磁道的调度,记录磁头的移动过程,并记录 磁头移动的距离,由结果可以比较出不同方法的磁头移动距离不同, 因此,可以通过比较选择最优的调度算法。
5、附录
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<time.h> #include<math.h> #define DISKMAX 1000
count+=step; printf("\n %d %d-->%d %d",i,R[key],R[temp], step); key=temp; while(key!=request_num) { i++; step=R[key+1]-R[key]; count+=step; printf("\n %d %d-->%d %d",i,R[key],R[key+1], step); key++; } } else {//当前磁头在尾 i++; temp=key-1-down; //记录下一个将要访问的磁道 step=abs(R[key]-R[temp]); count+=step; printf("\n %d %d-->%d %d",i,R[key],R[temp], step); key=temp; while(key!=0) { i++; step=R[key]-R[key-1]; count+=step; printf("\n %d %d-->%d %d",i,R[key],R[key-1], step); key--; } } printf("\n总的磁头移动距离:%d",count); printf("\n磁头的平均移动距离:%d",count/request_num); } 3.5 扫描算法(SCAN)模块
3.4.1 功能 根据磁盘信息,模拟实现扫描算法。 3.4.2 算法 void SCAN(int *R,int present_disk,int request_num) { int i=0; int temp,key; int count=0,step=0; key=SearchPresent(R,request_num , present_disk); //查找当 前磁道 temp=key; if(key==request_num) {//当前磁头在磁道头 while(key!=0) {//向内移动 step=R[key]-R[key-1]; count+=step; printf("\n %d %d-->%d %d",i+1,R[key],R[key-1],step); key--; i++; } } else if(key==0) {//当前磁头在磁道尾 while(key!=request_num) { step=R[key+1]-R[key]; count+=step; printf("\n %d %d-->%d %d",i+1,R[key],R[key+1],step); key++; i++; } } else {//当前磁头不在头或尾
磁盘调度算法模拟
1、设计目的
操作系统的任务之一就是有效地使用硬件。对磁盘驱动器,满足这 一要求意味着要有较快的访问速度和较宽的磁盘带宽。访问时间包括两 个主要部分:寻道时间,旋转延迟。磁盘带宽是所传递的总的字节数除 以从服务请求开始到最后传递结束时的总时间。可以通过使用好的访问 顺序来调度磁盘I/O请求,提高访问速度和宽度。本程序模拟多种磁盘 调度算法,进而了解各种算法的调度原理,并通过比较,了解各种算法 的优缺点。
{ int i=0; int temp,key; int co0; int up_step=0,down_step=0; key=SearchPresent(R,request_num , present_disk); //查 找当前磁道 printf("\n 移动序号 移动路径 移动距离"); while(key!=0&&key!=request_num) { //磁道没有到头或尾 i++; if((R[key]-R[key-1-down])<(R[key+1+up]-R[key])) {//左边的磁道比右边的磁道近 temp=key-1-down; //记录下一个磁道 down_step++; down=0; up=down_step+up_step; } else {//右边的磁道比左边的磁道近 temp=key+1+up; //记录下一个磁道 up_step++; up=0; down=up_step+down_step; } step=abs(R[key]-R[temp]); count+=step; printf("\n %d %d-->%d %d",i,R[key],R[temp],step); key=temp; } if(key==0) {//当前磁头在头 i++; temp=key+1+up; //记录下一个将要访问的磁道 step=abs(R[key]-R[temp]);
while(key!=0) {//向内移动 step=R[key]-R[key-1]; count+=step; printf("\n %d %d-->%d %d",i+1,R[key],R[key-1], step); key--; i++; } i++; step=R[temp+1]-R[key]; count+=step; printf("\n %d %d-->%d %d",i,R[key],R[temp+1], step); key=temp+1; while(key!=request_num) { step=R[key+1]-R[key]; count+=step; printf("\n %d %d-->%d %d",i+1,R[key],R[key+1], step); key++; i++; } } printf("\n总的磁头移动距离:%d",count); printf("\n磁头的平均移动距离:%d",count/request_num); }
exit(0); } } 3.3 先来先服务算法(FCFS)模块 3.3.1 功能 根据磁盘信息,模拟实现先来先服务磁盘调度算法。 3.3.2 算法 void FCFS(int *R,int present_disk,int request_num) { int i; int count=0; //磁头移动总次数 int step; //访问下一个磁道磁头移动次数 printf("\n 移动序号 移动路径 移动距 离"); step=abs(present_disk-R[0]); //绝对值,求距离最近 count+=step; printf("\n 1 %d---->%d %d", present_disk,R[0], step);//输出访问轨迹 for(i=0;i<request_num-1;i++) { //遍历数组 step=abs(R[i]-R[i+1]); count+=step; printf("\n %d %d---->%d %d", i+2,R[i],R[i+1], step); } printf("\n总的磁头移动距离:%d",count); //输出磁头 总移动次数 printf("\n磁头的平均移动距离:%d",count/request_num); //平均移动次数 } 3.4 最短寻道时间优先算法(SSTF)模块 3.4.1 功能 根据磁盘信息,模拟实现先来先服务磁盘调度算法。 3.4.2 算法 void SSTF(int *R,int present_disk,int request_num)
printf("\n"); printf("\n基本磁道数如下:\n"); for(i=0;i<*base_num;i++) { printf(" %d",i); } } //设置请求访问磁道数 void SetRequestDisk(int *R,int *request_num,int base_num) { int i; srand(time(NULL)); printf("\n"); printf("\n输入请求的磁道数(1~%d)",DISKTOTAL); scanf("%d",request_num); if(*request_num<=0||*request_num>DISKTOTAL) { printf("ERROR!"); exit(0); } printf("\n系统随机产生的磁道请求位置:\n"); for(i=0;i<*request_num;i++) { R[i]=rand()%(base_num-1);//生成随机数 printf(" %d",R[i]); } } //设置当前磁道 void SetPresentDisk(int *present_disk,int *base_num) { printf("\n请输入磁头的开始位置(0~%d):",*base_num1); scanf("%d",present_disk); if(*present_disk<0||*present_disk>=*base_num) { printf("ERROR!");
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