操作系统实验 磁盘调度算法
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
第六讲磁盘调度算法 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 验证性+设计性实验 4. 实验内容 (1)验证先来先服务(FCFS)磁盘调度算法; (2)验证最短寻道时间优先(SSTF)磁盘调度算法; (3)验证SSTF算法造成的线程“饥饿”现象; (4)验证扫描(SCAN)磁盘调度算法; (5)改写SCAN算法。 二、实验环境 在OS Lab实验环境的基础上,利用EOS操作系统,由汇编语言及C语言编写代码,对需要的项目进行生成、调试、查看和修改,并通过EOS应用程序使内核从源代码变为可以在虚拟机上使用。 三、实验过程 1. 设计思路和流程图 (1)改写SCAN算法 在已有 SCAN 算法源代码的基础上进行改写,要求不再使用双重循环,而是只遍历一次请求队列中的请求,就可以选中下一个要处理的请求。算法流程图如下图所示。 图 3.1.1 SCAN算法IopDiskSchedule函数流程图(2)编写循环扫描(CSCAN)磁盘调度算法 在已经完成的SCAN算法源代码的基础上进行改写,不再使用全局变量ScanInside 确定磁头移动的方向,而是规定磁头只能从外向内移动。当磁头移动到最内的被访问磁道时,磁头立即移动到最外的被访问磁道,即将最大磁道号紧接着最小磁道号构成循环,进行扫描。算法流程图如下图所示。
磁盘调度实验报告
操作系统实验报告 磁 盘 调 度
实验六:磁盘调度算法 一.实验目的 复习模拟实现一种磁盘调度算法,进一步加深对磁盘调度效率的理解。 二.实验属性 该实验为设计性实验。 三.实验仪器设备及器材 普通PC386以上微机 四.实验要求 本实验要求2学时完成。 本实验要求完成如下任务: (1)建立相关的数据结构,作业控制块、已分配分区及未分配分区 (2)实现一个分区分配算法,如最先适应分配算法、最优或最坏适应分配算法(3)实现一个分区回收算法 (4)给定一批作业/进程,选择一个分配或回收算法,实现分区存储的模拟管理
实验前应复习实验中所涉及的理论知识和算法,针对实验要求完成基本代码编写并完成预习报告、实验中认真调试所编代码并进行必要的测试、记录并分析实验结果。实验后认真书写符合规范格式的实验报告(参见附录A),并要求用正规的实验报告纸和封面装订整齐,按时上交。 五 .主要算法分析 各个算法分析 1.先来先服务算法(FCFS) 先来先服务(FCFS)调度:按先来后到次序服务,未作优化。 最简单的移臂调度算法是“先来先服务”调度算法,这个算法实际上不考虑访问者要求访问的物理位置,而只是考虑访问者提出访问请求的先后次序。例如,如果现在读写磁头正在50号柱面上执行输出操作,而等待访问者依次要访问的柱面为130、199、32、159、15、148、61、99,那么,当50号柱面上的操作结束后,移动臂将按请求的先后次序先移到130号柱面,最后到达99号柱面。 采用先来先服务算法决定等待访问者执行输入输出操作的次序时,移动臂来回地移动。先来先服务算法花费的寻找时间较长,所以执行输入输出操作的总时间也很长。 2.最短寻道时间优先算法(SSTF) 最短寻找时间优先调度算法总是从等待访问者中挑选寻找时间最短的那个请求先执行的,而不管访问者到来的先后次序。现在仍利用同一个例子来讨论,现在当50号柱面的操作结束后,应该先处理61号柱面的请求,然后到达32号柱面执行操作,随后处理15号柱面请求,后继操作的次序应该是99、130、148、159、199。 采用最短寻找时间优先算法决定等待访问者执行操作的次序时,读写磁头总共移动了200多个柱面的距离,与先来先服务、算法比较,大幅度地减少了寻找时间,因而缩短了为各访问者请求服务的平均时间,也就提高了系统效率。 但最短查找时间优先(SSTF)调度,FCFS会引起读写头在盘面上的大范围移动,SSTF查找距离磁头最短(也就是查找时间最短)的请求作为下一次服务的对象。SSTF查找模式有
磁盘调度算法实验报告 (2)
磁盘调度算法 学生姓名: 学生学号: 专业班级: 指导老师: 2013年6月20日
1、实验目的: 通过这次实验,加深对磁盘调度算法的理解,进一步掌握先来先服务FCFS、最短寻道时间优先SSTF、SCAN和循环SCAN算法的实现方法。 2、问题描述: 设计程序模拟先来先服务FCFS、最短寻道时间优先SSTF、SCAN 和循环SCAN算法的工作过程。假设有n个磁道号所组成的磁道访问序列,给定开始磁道号m和磁头移动的方向(正向或者反向),分别利用不同的磁盘调度算法访问磁道序列,给出每一次访问的磁头移动距离,计算每种算法的平均寻道长度。 3、需求分析 通过这次实验,加深对磁盘调度算法的理解,进一步掌握先来先服务FCFS、最短寻道时间优先SSTF、SCAN和循环SCAN算法的实现方法。 通过已知开始磁道数、访问磁道总数、磁道号访问序列、访问方向及访问方式得到访问序列及移动距离和平均移动距离! (1)输入的形式; int TrackOrder[MaxNumber];//被访问的磁道号序列 int direction;//寻道方向 int Num;//访问的磁道号数目
int start;// (2)输出的形式; int MoveDistance[MaxNumber]={0};//移动距离 double AverageDistance=0;//平均寻道长度 移动的序列! (3)程序所能达到的功能; 模拟先来先服务FCFS、最短寻道时间优先SSTF、SCAN和循环SCAN算法的工作过程。假设有n个磁道号所组成的磁道访问序列,给定开始磁道号m和磁头移动的方向(正向或者反向),分别利用不同的磁盘调度算法访问磁道序列,给出每一次访问的磁头移动距离,计算每种算法的平均寻道长度。 (4)测试数据,包括正确的输入及其输出结果和含有错误的输入及其输出结果。 开始磁道号:100 磁道号方向:内(0)和外(1) 磁道号数目:9 页面序列:55 58 39 18 90 160 150 38 184 4、概要设计 说明本程序中用到的所有抽象数据类型的定义、主程序的流程以及各程序模块之间的层次(调用)关系。
操作系统作业调度实验报告
实验二作业调度 一.实验题目 1、编写并调试一个单道处理系统的作业等待模拟程序。 作业调度算法:分别采用先来先服务(FCFS),最短作业优先(SJF)的调度算法。 (1)先来先服务算法:按照作业提交给系统的先后顺序来挑选作业,先提交的先被挑选。 (2)最短作业优先算法:是以进入系统的作业所提出的“执行时间”为标准,总是优先选取执行时间最短的作业。 二.实验目的: 本实验要求用高级语言(C语言实验环境)编写和调试一个或多个作业调度的模拟程序,了解作业调度在操作系统中的作用,以加深对作业调度算法的理解 三.实验过程 <一>单道处理系统作业调度 1)单道处理程序作业调度实验的源程序: zuoye.c 执行程序: zuoye.exe 2)实验分析: 1、由于在单道批处理系统中,作业一投入运行,它就占有计算机的一切资源直到作业 完成为止,因此调度作业时不必考虑它所需要的资源是否得到满足,它所占用的 CPU 时限等因素。 2、每个作业由一个作业控制块JCB表示,JCB可以包含如下信息:作业名、提交时间、 所需的运行时间、所需的资源、作业状态、链指针等等。作业的状态可以是等待 W(Wait)、运行R(Run)和完成F(Finish)三种状态之一。每个作业的最初状态总是等待W。 3、对每种调度算法都要求打印每个作业开始运行时刻、完成时刻、周转时间、带权周 转时间,以及这组作业的平均周转时间及带权平均周转时间。 3)流程图:
代替 二.最短作业优先算法 代替 三.高响应比算法 图一.先来先服务流程图 4)源程序: #include #include #include #define getpch(type) (type*)malloc(sizeof(type)) #define NULL 0 int n; float T1=0,T2=0; int times=0; struct jcb //作业控制块 { char name[10]; //作业名 int reachtime; //作业到达时间
操作系统实验报告
实验报告 实验课程名称:操作系统 实验地点:南主楼七楼机房 2018—2019学年(一)学期 2018年 9月至 2019 年 1 月 专业: 班级: 学号: 姓名: 指导老师:刘一男
实验一 实验项目:分时系统模拟 实验学时:2实验日期: 2018-10-25 成绩: 实验目的利用程序设计语言模拟分时系统中多个进程按时间片轮转调度算法进行进程调度的过程; 假设有五个进程A,B,C,D,E,它们的到达时间及要求服务的时间分别为:进程名 A B C D E 到达时间0 1 2 3 4 服务时间 4 3 4 2 4 时间片大小为1,利用程序模拟A,B,C,D,E五个进程按时间片轮转的调度及执行过程并计算各进程的周转时间及带权周转时间。 执行过程并计算各进程的周转时间及带权周转时间。 轮转调度:BDACE
(1)修改时间片大小为2,利用程序模拟A,B,C,D,E五个进程按时间片轮转的调度及执行过程并计算各进程的周转时间及带权周转时间。 轮转调度:ADBCE (2)修改时间片大小为4,利用程序模拟A,B,C,D,E五个进程按时间片轮转的调度及执行过程并计算各进程的周转时间及带权周转时间.
顺序:ABCDE 1、思考 时间片的大小对调度算法产生什么影响?对计算机的性能产生什么影响?答:通过对时间片轮转调度算法中进程最后一次执行时间片分配的优化,提出了一种改进的时间片轮转调度算法,该算法具有更好的实时性,同时减少了任务调度次数和进程切换次数,降低了系统开销,提升了CPU的运行效率,使操作系统的性能得到了一定的提高。 A B C D E 时间片为1 周转时间12 9 14 8 13 3 3 3.5 4 3.25 带权周转 时间 时间片为2 周转时间8 12 13 7 13 2 4 3.25 3.5 3.25 带权周转 时间 时间片为4 周转时间 4 6 9 10 13 1 2 2.25 5 3.25 带权周转 时间
操作系统磁盘调度算法
操作系统课程设计任务书 题目: 磁盘调度算法 院系: 专业: 班级: 姓名: 学号: 指导教师: 设计时间:2018.1.1-2018.1.5 指导教师评语
目录 1、需求分析?4 1.1课题描述 (4) 1.2课题目的 (4) 1.3理论依据?7 2、概要设计?8 2.1设计方法 ............................................................................................... 82.2技术?8 2.3运行环境?8 3、详细设计?9 3.1流程图 (11) 3.2程序主要代码? 13 14 4、运行结果及分析? 4.1运行结果? 15 4.2结果详细分析?6 1 16 5、总结和心得? 7 1 6、参考文献? 2 7、附录:程序源代码? 3
1、需求分析 1.1课题描述 这次课程设计我研究的题目是:磁盘调度算法。具体包括三种算法分别是:先来先服务算法(FCFS)、最短寻道时间优先算法(SSTF)、扫描算法(电梯调度算法)(SCAN)。 1.2课题目的 通过这次实验,加深对磁盘调度算法的理解,进一步掌握先来先服务FCFS,最短寻道时间优先SSTF,扫描SCAN算法的实现方法。 1.3理论依据 设备的动态分配算法与进程调度相似,也是基于一定的分配策略的。常用的分配策略有先请求先分配、优先级高者先分配等策略。在多道程序系统中,低效率通常是由于磁盘类旋转设备使用不当造成的。操作系统中,对磁盘的访问要求来自多方面,常常需要排队。这时,对众多的访问要求按一定的次序响应,会直接影响磁盘的工作效率,进而影响系统的性能。访问磁盘的时间因子由3部分构成,它们是查找(查找磁道)时间、等待(旋转等待扇区)时间和数据传输时间,其中查找时间是决定因素。因此,磁盘调度算法先考虑优化查找策略,需要时再优化旋转等待策略。 平均寻道长度(L)为所有磁道所需移动距离之和除以总的所需访问的磁道数(N),即:L=(M1+M2+……+Mi+……+MN)/N
操作系统实验报告
操作系统实验报告 学生学院计算机学院 专业班级计算机科学与技术3班学号3213005910 学生姓名林虹 指导教师丁国芳 2015 年12月15 日
目录 1 实验一进程调度 (1) 2 实验二银行家算法 (16) 3 实验三动态分区分配方式的模拟 (20) 4 实验四仿真各种磁盘调度算法 (26)
实验一进程调度 1. 实验目的 编写并调试一个模拟的进程调度程序,分别采用“短进程优先”、“时间片轮转”、“高响应比优先”调度算法对随机产生的五个进程进行调度,并比较算法的平均周转时间。以加深对进程的概念及进程调度算法的理解。 2. 实验要求 1.每个进程由一个进程控制块(PCB)表示,进程控制块可以包含如下信息:进程 名、优先数(响应比)、到达时间、需要运行时间(进程的长度)、已运行时间、进 程状态等等(可以根据需要自己设定)。 2.由程序自动生成进程(包括需要的数据,要注意数据的合理范围),第一个进程到 达时间从0开始,其余进程到达时间随机产生。 3.采用时间片轮转调度算法时,进程的运行时间以时间片为单位进行计算。 4.每个进程的状态可以是就绪W(Wait)、运行R(Run)、或完成F(Finish)三种 状态之一。 5.每进行一次调度,程序都要输出一次运行结果:正在运行的进程、就绪队列中的进 程、完成的进程以及各个进程的PCB,以便进行检查。 6.最后计算各调度算法的平均周转时间,并进行比较、分析。 3. 实验内容 a.算法原理 (1)短进程优先调度算法 “短进程优先”调度算法的基本思想是把CPU分配给就绪队列中需要时间最短的进程。 (2)时间片轮转算法 将系统中所有的就绪进程按照FCFS原则,排成一个队列。每次调度时将CPU 分派给队首进程,让其执行一个时间片。时间片的长度从几个ms到几百ms。在一个时间片结束时,发生时钟中断。调度程序据此暂停当前进程的执行,将其送到就绪队列的末尾,并通过上下文切换执行当前的队首进程。进程可以未使用完一个时间片,就出让CPU。 (3)高响应比优先算法 HRRN调度策略同时考虑每个作业的等待时间长短和估计需要的执行时间长短,从中选出响应比最高的作业投入执行。 每个作业完成后要打印该作业的开始运行时刻、完成时刻、周转时间和带权周转时间,这一组作业完成后要计算并打印这组作业的平均周转时间、带权平均周转时间。
操作系统实验报告—磁盘调度算法
操作系统实验报告实验3 磁盘调度算法 报告日期:2016-6-17 姓名: 学号: 班级: 任课教师:
实验3 磁盘调度算法 一、实验内容 模拟电梯调度算法,实现对磁盘的驱动调度。 二、实验目的 磁盘是一种高速、大量旋转型、可直接存取的存储设备。它作为计算机系统的辅助存储器,负担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示等待处理。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须的总时间,从而提高系统效率。本实验要求学生模拟设计一个驱动调度程序,观察驱动调度程序的动态运行过程。 三、实验原理 模拟电梯调度算法,对磁盘调度。 磁盘是要供多个进程共享的存储设备,但一个磁盘每个时刻只能为一个进程服务。当有进程在访问某个磁盘时,其他想访问该磁盘的进程必须等待,直到磁盘一次工作结束。当有多个进程提出输入输出请求处于等待状态,可用电梯调度算法从若干个等待访问者中选择一个进程,让它访问磁盘。当存取臂仅需移到一个方向最远的所请求的柱面后,如果没有访问请求了,存取臂就改变方向。 假设磁盘有200个磁道,用C语言随机函数随机生成一个磁道请求序列(不少于15个)放入模拟的磁盘请求队列中,假定当前磁头在100号磁道上,并向磁道号增加的方向上移动。请给出按电梯调度算法进行磁盘调度时满足请求的次序,并计算出它们的平均寻道长度。 四、实验过程 1.画出算法流程图。
2.源代码 #include #include #include int *Init(int arr[]) { int i = 0; srand((unsigned int)time(0)); for (i = 0; i < 15; i++) { arr[i] = rand() % 200 + 1; printf("%d ", arr[i]); } printf("\n"); return arr; } void two_part(int arr[]) { int i = 0; int j = 0;
操作系统实验报告16487
西安邮电大学 (计算机学院) 课实验报告 实验名称:进程管理 专业名称:计算机科学与技术 班级: 学生: 学号(8位): 指导教师: 实验日期:*****年**月**日
一. 实验目的及实验环境 目的:(1)加深对进程概念的理解,明确进程和程序的区别。 (2)进一步认识并发执行的实质。 (3)分析进程竞争资源现象,学习解决进程互斥的方法。 (4)了解Linux系统中进程通信的基本原理。 环境:Linux操作系统环境: 二. 实验容 (1)阅读Linux的sched.h源文件,加深对进程管理概念的理解。 (2)阅读Linux的fork.c源文件,分析进程的创建过程。 三.方案设计 (1)进程的创建 编写一段源程序,使系统调用fork()创建两个子进程,当此程序运行时,在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符:父进程显示字符“a”;子进程分别显示字符“b”和字符“c”。试观察纪录屏幕上的显示结果,并分析原因。(2)进程的控制 修改已编写的程序,将每个进程输出一个字符改为每个进程输出一句话,在观察程序执行时屏幕出现的现象,并分析原因。 如果在程序中使用调用lockf()来给每一个子进程加锁,可以实现进程之间的互斥,观察并分析出现的现象。 (3)①编写一段程序,使其现实进程的软中断通信。 要求:使用系统调用fork()创建两个子进程,再用系统调用signal()让父进程捕捉键盘上来的中断信号(即按DEL键);当捕捉到中断信号后,父进程用系统调用Kill()向两个子进程发出信号,子进程捕捉到信号后分别输出下列信息后终止: Child Processll is Killed by Parent! Child Processl2 is Killed by Parent! 父进程等待两个子进程终止后,输出如下的信息后终止 Parent Process is Killed! 程序流程图如下: