驱动调度

驱动调度1 实验目的磁盘是一种高速、大容量、旋转型、可直接存取的存储设备。

它作为计算机系统的辅助存储器，担负着繁重的输入输出任务、在多道程序设计系统中，往往同时会有若干个要求访问磁盘的输入输出请求等待处理。

系统可采用一种策略，尽可能按最佳次序执行要求访问磁盘的诸输入输出请求。

这就叫驱动调度，使用的算法称为驱动调度算法。

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，从而提高系统效率。

2 设置初始条件1、操作系统：windows2、程序设计语言：C++3 功能描述模拟电梯调度算法，实现对磁盘的驱动调度。

4 方案论证4.1 数据结构设计typedef struct Process //描述进程信息{char name[N]; //进程名int cyl_num; //柱面号int tra_num; //磁道号int rec_num; //物理记录号int signal; //标记，用以判断结构体数组中该元素是否有效}process;4.2 算法设计函数模块各函数调用关系如图1所示，箭头指向被调用的函数主函数随机数函数接收请求函数电梯调度函数旋转调度函数移臂调度函数图1 函数调用关系流程图各函数功能及流程图如下：4.2.1主函数：void main()函数功能：显示提示信息，初始化进程数组，根据随机数的值选择调用驱动调度和接收请求或者选择继续和退出程序入口参数：无出口参数：无流程图：如图2所示图2 主函数流程图输出提示信息输入一个随机数随机数>0.5？初始化进程请求表(实际为进程的结构体数组)驱动调度接收请求继续？结束是否是否4.2.2随机数函数：float Ran_Num() 函数功能：接收随机数 入口参数：无出口参数：接收进来的随机数 流程图：无4.2.3接收请求函数：void list(int pro_count,int pro_num,process pro[M]) 函数功能：存放输入的进程信息，创建等待进程列表 入口参数：初始化后的进程数组 出口参数：无 流程图：如图3所示是否返回当前进程数组能存入？输入进程信息输入信息有错？i=0i++第i 个元素有效？已输入的进程数小于要输入的进程数图3 接收请求流程图是否是否是否是否有请求？输入要输入的进程个数已输入的进程数+14.2.4旋转调度函数：void cir_sec(process pro[M])函数功能： 如果有请求与当前柱面号相同，进行旋转调度，选择旋转距离最小的进程入口参数：部分全局变量及进程数组 出口参数：选择的数组元素编号流程图：如图4所示开始选择当前的访问进程结束当前访问者旋转距离小于最小旋转距离否是图4 旋转调度流程图4.2.5移臂调度函数：void mov_sec(process pro[M])函数功能：没有与当前柱面号相同的访问请求时，进行移臂调度 入口参数：进程数组出口参数：选择的数组元素编号 流程图：如图5所示当前移臂方向是向里移有比当前柱面号大的访问请求有比当前柱面号小的访问请求从大于当前柱面号的访问请求中选择一个最小者置当前移臂方向为向外移置当前移臂方向为向里移从小于当前柱面号的访问请求中选择一个最小者是否否否是是开始旋转调度结束图5 移臂调度流程图4.2.6驱动调度函数：void dri_sch(int pro_count,process pro[M] ) 函数功能：进行进程调度，按照电梯调度算法选择进程入口参数：当前有效进程数、进程数组出口参数：无流程图：如图6所示登记当前位置：柱面号，物理记录号被选中者退出“请求I/O 表”结束输出选择的进程开始查“请求I/O 表”有等待访问者输出“请求I/O 表”有请求与当前柱面号相同旋转调度移臂调度是否是否图6 驱动调度流程图5 设计结果与分析 5.1运行结果如下图7 初始状态图8 输入5个进程的相关信息图9 第一次选择后结果图10 第二次选择后结果图11 第三次选择后结果图12 第四次选择后结果图13 第五次选择后，进程等待表为空图14 再输入3个进程及相关信息图15 再次输入后第一次选择图16 再次输入后第二次选择图17 第三次选择后等待表为空，选择退出5.2 结果分析5.2.1初始状态，结果如图7所示5.2.2输入0.4，输入进程数据并选择继续，结果如图8所示5.2.3重复选择继续，输入0.6进行驱动调度直到等待进程表为空，结果如图9~图13所示第一次选择P5第二次选择P3第三次选择P1第四次选择P4第五次选择P2，当前等待表为空5.2.4选择继续，输入0.4，再输入3个进程，结果如图14所示5.2.5重复选择继续进行驱动调度至等待进程表为空，然后选择退出，结果如图15~图17所示第一次选择P8第二次选择P6第三次选择P7，当前等待表为空，选择退出6 课设总结1、通过设计数据结构进程访问磁盘，我进一步了解了磁盘存储器的物理结构，对电梯算法有深入的了解。

2、刚刚开始进行实习设计时，对题目没有进行正确的理解就忙于写代码，算法设计考虑的很不全面，从而导致后来实验数据出错，通过再次审查题目及资料，我了解了题目要求，对算法进行了重新设计，最终完成了试验，得出了正确的运行结果。

3、在调试的过程中出现了很多的问题，从语法到算法中的错误，通过向老师和同学请教以及查阅资料，解决了这些问题，使我对编程语句及算法设计有了更深的认识。

编程是很严谨的事情，不容半点马虎，即使是一个括号也可能导致程序的错误。

7 参考文献[1] 谢宋和, 甘勇. 单片机模糊控制系统设计与应用实例[M]. 北京: 电子工业出版社, 1999.5：20-25[2] 潘新民, 王燕芳. 微型计算机控制技术[M], 第2版. 北京: 电子工业出版社, 2003.4：305-350[3] 范立南, 谢子殿. 单片机原理及应用教程[M]. 北京: 北京大学出版社, 2006.1：123-130[4] Newman W M, Sbroull R F. Principles of Interactive Computer Graphics[M]. New York: McGraw Hill, 1979.10：10-25[5]卜小明, 龙全求. 一种薄板弯曲问题的四边形位移单元[J]. 力学学报,1991,23(1):53-60[6] Mastri A R. Neuropathy of diabetic neurogenic bladder[J]. 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//0,up向里；1,down向外int cylinder=0;int record=0;int min_rec=0;//移动到当前进程扇区所要移动的距离int min_r=8;//旋转调度中最小移动距离int max_min_cyl=200;//大于当前柱面号的访问请求中的最小者int min_min_cyl=200;//小于当前柱面号的访问请求中的最小者int x;int choosen=0;//被选中的进程void cir_sec(process pro[M]) //旋转调度{if(pro[x].rec_num<record)min_rec=8-(record-pro[x].rec_num);elsemin_rec=pro[x].rec_num-record;if(min_rec<=min_r)//首选移动距离最小，再选磁盘号最小{min_r=min_rec;//选择移动距离最小的请求choosen=x;}}void mov_sec(process pro[M])//移臂调度{int count_abo=0;int count_low=0;if(dir==0)//如果方向向里up{for(x=0;x<M;x++){if(pro[x].signal==1){if(pro[x].cyl_num>cylinder)count_abo++;}}if(count_abo>0)//有进程柱面号大于当前柱面号{for(x=0;x<M;x++){if(pro[x].signal==1){if(pro[x].cyl_num>cylinder&&pro[x].cyl_num<max_min_cyl)//从大于当前柱面号的访问请求中选择一个最小者{max_min_cyl=pro[x].cyl_num;choosen=x;}}}for(x=0;x<M;x++){if(pro[x].signal==1){if(pro[x].cyl_num==max_min_cyl)//从大于当前柱面号的访问请求中选择一个最小者{cir_sec(pro);//旋转调度}}}}else{dir=1;//改方向为向外，downfor(x=0;x<M;x++){if(pro[x].signal==1){if(pro[x].cyl_num<cylinder&&pro[x].cyl_num<min_min_cyl)//从小于当前柱面号的访问请求中选择一个最小者{min_min_cyl=pro[x].cyl_num;choosen=x;}}}for(x=0;x<M;x++){if(pro[x].signal==1){if(pro[x].cyl_num==min_min_cyl){cir_sec(pro);//旋转调度}}}}}else{for(x=0;x<M;x++){if(pro[x].signal==1){if(pro[x].cyl_num<cylinder)count_low++;}}if(count_low>0)//有进程柱面号大于当前柱面号{for(x=0;x<M;x++){if(pro[x].signal==1){if(pro[x].cyl_num<cylinder&&pro[x].cyl_num<min_min_cyl)//从小于当前柱面号的访问请求中选择一个最小者{min_min_cyl=pro[x].cyl_num;choosen=x;}}}for(x=0;x<M;x++){if(pro[x].signal==1){if(pro[x].cyl_num=min_min_cyl){cir_sec(pro);//旋转调度}}}}else{dir=0;//改方向为向里upfor(x=0;x<M;x++){if(pro[x].signal==1){if(pro[x].cyl_num>cylinder&&pro[x].cyl_num<max_min_cyl)//从大于当前柱面号的访问请求中选择一个最小者{max_min_cyl=pro[x].cyl_num;choosen=x;}}}for(x=0;x<M;x++){if(pro[x].signal==1){if(pro[x].cyl_num==max_min_cyl)//从大于当前柱面号的访问请求中选择一个最小者{cir_sec(pro);//旋转调度}}}}}}void dri_sch(int pro_count,process pro[M] )//电梯调度{max_min_cyl=200;//大于当前柱面号的访问请求中的最小者min_min_cyl=200;//小于当前柱面号的访问请求中的最小者min_r=8;choosen=0;int count_equ=0;if(pro_count!=0)//有等待访问的进程{cout<<"当前请求I/O表为:"<<endl;cout<<"┌─────────────────┐"<<endl;cout<<"│进程名│柱面号│磁道号│物理记录号│"<<endl;cout<<"└─────────────────┙"<<endl;cout.setf(ios::left);for(x=0;x<M;x++){if(pro[x].signal==1){cout<<""<<setw(10)<<pro[x].name<<setw(8)<<pro[x].cyl_num<<setw(8)<<pro[x].tra_num<<setw(8)<<pro[x].rec _num<<endl;}}cout.unsetf(ios::left);for(x=0;x<M;x++){if(pro[x].signal==1)if(pro[x].cyl_num==cylinder)//有进程柱面号等于当前柱面号count_equ++;}if(count_equ>0){for(x=0;x<M;x++){if(pro[x].signal==1){if(pro[x].cyl_num==cylinder){cir_sec(pro);//旋转调度}}}}else{mov_sec(pro);//移臂调度}cylinder=pro[choosen].cyl_num;record=pro[choosen].rec_num;pro[choosen].signal=0;if(dir==0){cout<<"选择的进程为:"<<endl;cout<<"┌────────────────┐"<<endl;cout<<"│进程名│柱面号│物理记录号│方向│"<<endl;cout<<"└────────────────┙"<<endl;cout.setf(ios::left);cout<<""<<setw(10)<<pro[choosen].name<<setw(8)<<pro[choosen].cyl_num<<setw(10)<<pro[choosen].rec_num <<setw(8)<<"up"<<endl;cout.unsetf(ios::left);}else{cout<<"选择的进程为:"<<endl;cout<<"┌────────────────┐"<<endl;cout<<"│进程名│柱面号│物理记录号│方向│"<<endl;cout<<"└────────────────┙"<<endl;cout.setf(ios::left);cout<<""<<setw(10)<<pro[choosen].name<<setw(8)<<pro[choosen].cyl_num<<setw(10)<<pro[choosen].rec_num <<setw(8)<<"down"<<endl;cout.unsetf(ios::left);}}elsecout<<"请求I/O表为空"<<endl;}ran_num.h#include<stdlib.h>float Ran_Num(){float ran_num;/* float i;i=float(rand());if(i==0||1)ran_num=i;elseran_num=1/i; */cout<<"输入随机数[0,1]:"<<endl;cout<<"随机数>0.5时转入电梯调度"<<endl;cout<<"随机数<=0.5时转入接收请求"<<endl;cin>>ran_num;return(ran_num);}qddd.cpp#include<iostream>#include"Driver_Scheduling.h"#include"pro_list.h"#include"pro_struct.h"#include"ran_num.h"using namespace std;void main(){cout<<"***************************************************************************" <<endl;cout<<"请按照如下顺序输入各进程信息,以空格分开,每条进程信息输入完成后按回车键结束:"<<endl;cout<<"进程名柱面号磁道号物理记录号"<<endl;cout<<"注：进程名不超过10个字符，柱面号为0-199，磁道号为0-19，物理记录号为0-7"<<endl;cout<<"***************************************************************************" <<endl;int i;process pro[M];//创建进程数组for(i=0;i<M;i++)//初始化进程数组中所有项的标记位为0，即该项未存入进程信息{pro[i].signal=0;}int pro_num=0;char signal='Y';int pro_count;// 进程等待表中进程数while(signal=='Y'||signal=='y'){if(Ran_Num()>0.5)//如果随即数大于0.5，转到调度模块{pro_count=0;for(i=0;i<M;i++){if(pro[i].signal==1)pro_count++;//统计进程等代表中有效进程数}dri_sch(pro_count,pro);}else//若随机数小于等于0.5，转到接受请求，即创建等待进程表{pro_count=0;list(pro_count,pro_num,pro);}cout<<endl<<"是否继续(Y/N)?";cin>>signal;while(signal!='Y'&&signal!='N'&&signal!='y'&&signal!='n'){cout<<"输入错误，请输入Y(y)或N(n)"<<endl;cin>>signal;}}}。