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【操作系统】实验3：文件管理（磁盘调度）

分类: 文章 • 2022-10-23 23:42:08

注：本文记录　WHUT-计算机学院-操作系统 课程　实验3：文件管理（磁盘调度）

纸上得来终觉浅，觉知此事需躬行！

 

1、实验内容： 

•实验预备：掌握磁盘调度的相关内容，对磁盘结构及调度算法有深入的理解。

•实验内容：模拟实现磁盘调度功能

•具体要求：

  • –任选一种计算机高级语言编程实现
  • –选择2~3种磁盘调度算法（先来先服务、最短寻道时间优先、电梯算法）模拟实现磁盘调度
  • –能够输入当前磁头的位置、磁头移动方向、磁道访问请求序列等
  • –能够显示磁盘调度结果（磁头依次访问的磁道号顺序），并计算磁头移动的总磁道数等 

 

2、运行截图：

【操作系统】实验3：文件管理（磁盘调度）

 

3、源代码：

 本次实验难度不大，代码建议参考使用，不建议完全Ctrl+C and Ctrl+V！！！

#include <iostream>
#include <cmath>
#include <stack>
using namespace std;

int trackNum = 8;//访问磁道数：8
struct List {
	int track;//访问磁道
	bool isVisited = false;//磁道状态
};
List list[8];

int path[8];//访问顺序
int totalTrack = 0; //磁头走过的总道数

void initList();//初始化

/*先来先服务*/
void FCFS(int start) {
	/*添加：初始化list  */
	initList();

	totalTrack = 0;//清空
	for (int i = 0; i < trackNum; i++) {
		if (i == 0) {
			totalTrack += abs(list[i].track - start);
		}
		else {
			totalTrack += abs(list[i].track - list[i-1].track);
		}
		list[i].isVisited = true;//修改状态为已被访问
		path[i] = i;//访问节点顺序
	}

	//输出顺序
	cout << "走道顺序：" << start << " → ";
	for (int i = 0; i < trackNum-1; i++) {
		cout<<list[path[i]].track<< " → ";
	}
	cout << list[path[trackNum-1]].track << endl;

	//输出移动总磁道数
	cout << "磁头移动总磁道数：" << totalTrack << endl;
	cout << endl;
}

/*最短寻道优先*/
int closest(int now);
void SSTF(int start) {
	/*添加：初始化list 的节点访问状态 */
	initList();

	totalTrack = 0;//清空
	for (int i = 0; i < trackNum; i++) {
		if (i == 0) {
			totalTrack += abs(list[closest(start)].track - start);
			path[i] = closest(start);
		}
		else {
			totalTrack += abs(list[closest(list[path[i - 1]].track)].track - list[path[i - 1]].track);
			path[i] = closest(list[path[i - 1]].track);
		}
		list[path[i]].isVisited = true;//修改状态为已被访问
	}
	
	//输出顺序
	cout << "走道顺序：" << start << " → ";
	for (int i = 0; i < trackNum - 1; i++) {
		cout << list[path[i]].track << " → ";
	}
	cout << list[path[trackNum-1]].track << endl;

	//输出移动总磁道数
	cout << "磁头移动总磁道数：" << totalTrack << endl << endl;

}
//寻找距离当前磁道最近的磁道，返回当前磁道的编号
int closest(int now) {
	int min = 0x7FFFFFFF;
	int flag = -1;
	for (int i = 0; i < trackNum; i++) {
		if (list[i].isVisited == false && abs(list[i].track - now) < min) {
			min = abs(list[i].track - now);
			flag = i;
		}
	}
	return flag;
}

/*扫描算法（电梯算法）*///direct：方向，左为0，右为其他；
void SCAN(int start,int direct) {
	/*添加：初始化list 的节点访问状态 */
	initList();

	//排序，从小到大
	for (int i = 0; i < trackNum; i++) {
		int flag = -1;
		int  min = 0x7FFFFFFF;

		for (int j = 0; j < trackNum; j++) {
			if (list[j].track < min &&list[j].isVisited == false) {
				min = list[j].track;
				flag = j;
			}
		}
		path[i] = flag;
		list[flag].isVisited = true;
	}

	totalTrack = 0;//清空

	//如果读写头起始位置比最小磁道还小
	if (start<=list[path[0]].track) {
		totalTrack = list[path[trackNum]].track - start;

		cout << "走道顺序：" << start << " → ";
		for (int i = 0; i < trackNum - 1; i++) {
			cout << list[path[i]].track << " → ";
		}
		cout << list[path[trackNum-1]].track << endl;
	}

	//如果读写头起始位置比最大磁道还大
	else if (start >= list[path[trackNum-1]].track) {
		totalTrack = start - list[path[0]].track;

		cout << "走道顺序：" << start << " → ";
		for (int i = trackNum - 1; i > 0; i--) {
			cout << list[path[i]].track << " → ";
		}
		cout << list[path[0]].track << endl;

	}
	//如果读写头起始位置 介于最小最大之间
	else{		

		stack<int> tempstack;
		cout << "走道顺序：" << start << " → ";
		int flag = 0;
		for (int i = 0; i < trackNum; i++) {
			if (list[path[i]].track <= start) {
				tempstack.push(list[path[i]].track);
				flag = i;
			}
		}
		//先向左
		if (direct == 0) {
			totalTrack = start - list[path[0]].track + list[path[trackNum - 1]].track - list[path[0]].track;

			while (!tempstack.empty()){
				cout << tempstack.top() << " → ";
				tempstack.pop();
			}
			for (int i = flag + 1; i < trackNum-1; i++) {
				cout << list[path[i]].track << " → ";
			}
			cout << list[path[trackNum-1]].track << endl;
		}
		//向右走
		else {
			totalTrack = list[path[trackNum - 1]].track - list[path[0]].track + list[path[trackNum - 1]].track - start;

			for (int i = flag + 1; i < trackNum; i++) {
				cout << list[path[i]].track << " → ";
			}
			while (!tempstack.empty()) {
				cout << tempstack.top();
				tempstack.pop();
				if (!tempstack.empty())
					cout<< " → ";
			}
			cout << endl;
		}
	}

	//输出移动总磁道数
	cout << "磁头移动总磁道数：" << totalTrack << endl << endl;
}

void initList() {
	for (int i = 0; i < trackNum; i++) {
		list[i].isVisited = false;
	}
}

int main() {

	cout << "请输入磁道访问请求序列：";
	for (int i = 0; i < trackNum; i++) {
		cin >> list[i].track;
	}
	cout << endl;
	while (1)	{
		cout << "　１：先来先服务算法\n　２：最短寻道时间优先算法\n　３：电梯算法\n其他：退出" << endl;
		cout << "请输入您选择的算法：";
		int choose, start, direct;
		cin >> choose;
		if (choose != 1 && choose != 2 && choose != 3)
			break;

		cout << "请输入初始磁头位置：";
		cin >> start;
		switch (choose)
		{
		case 1:
			FCFS(start);
			break;

		case 2:
			SSTF(start);
			break;

		case 3:
			cout << "０　：向左移动\n其他：向右移动\n请输入磁头移动方向：";
			cin >> direct;
			SCAN(start, direct);
			break;

		default:
			break;
		}
	}
}

 

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