操作系统实验之磁盘调度算法模拟（最短寻道时间优先SSTF 和 扫描算法SCAN）

操作系统实验之磁盘调度算法模拟（最短寻道时间优先SSTF 和 扫描算法SCAN）

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• 最短寻道时间优先SSTF
  
  • 要求每次访问的磁道与当前磁头所在的磁道距离最近、
  • 也就是每次访问距离磁头最近的磁道
• 扫描算法SCAN
  
  • 由里向外地访问，直到再无更外的磁道需要访问时，才将磁臂转向为自外向里移动
• 磁盘调度算法 详细介绍

模拟代码：

#include
#include
#include
using namespace std;

//定义磁盘号的范围（0 <= 磁盘号 < MAX_DISK_NUMBER)
const int MAX_DISK = 200;
//定义一个数组存储要访问的磁盘的序列号
int Disk[MAX_DISK + 1];
//DISK_NUMBER要访问的磁道的数量，
int DISK_NUMBER = 0;
//保存磁道的访问方向 DIRECTION 为 1 时从小到大， 为 0 时 从大到小；
int DIRECTION = 1;
//定义当前磁道号
int CURRENT_DISK;

//比较大小的方法，用于对 Disk[] 的排序
int compare(int a,int b){
    return a > b;
}

//最短寻道时间优先（SSTF）
//将当前的磁道号放入要访问的磁道号 Disk[] 中，排序后便可轻易找到其左右的要访问的磁道号
void SSTF(){
    //定义三个变量，left标记 当前磁道 左边第一个微调度的磁道号在数组中的序号
    //right 标记 当前磁道 右边第一个未调度的磁道号在数组中的序号
    //now 当前磁道；
    int left,right,now;
    //定义寻道长度和平均寻道长度
    double length = 0,avg_length = 0;
    //根据磁道移动的方向不同对磁道号进行排序
    if(DIRECTION == 1)
        sort(Disk,Disk + DISK_NUMBER + 1);
    else
        sort(Disk,Disk + DISK_NUMBER + 1,compare);

//    //输出排序后的Disk[]
//    for(int i = 0; i < DISK_NUMBER; i++)
//        printf("%d ",Disk[i]);
    for(int i = 0; i <= DISK_NUMBER; i++)
    {
        //找到当前磁道 左右边第一个未调度的磁道号在数组中的序号
        if(Disk[i] == CURRENT_DISK)
        {
            now = i;
            left = i -1;
            right = i + 1;
        }
    }
    //不断寻找距离 now 进的并输出，相应改变 now left right
    while(!(left == -1 && right == DISK_NUMBER + 1))
    {
        //如果左侧到了 Disk[] 外则把右边的顺序输出
        if(left <= -1)
        {
            length += fabs(Disk[right] - Disk[now]);
            for(int i = right; i <= DISK_NUMBER; i++)
            {
                if(i > right)
                    length += fabs(Disk[i] - Disk[i - 1]);
                printf("%d ",Disk[i]);
            }
            break;
        }
        //如果右侧到了 Disk[] 外则把左边的顺序输出
        if(right == DISK_NUMBER + 1)
        {
            length += fabs(Disk[now] - Disk[left]);
            for(int i = left; i >=0; i--)
            {
                if(i < left)
                    length += fabs(Disk[i] - Disk[i + 1]);
                printf("%d ",Disk[i]);
            }
            break;
        }
        //right 距离 <= left 向右走（不管方向为什么，都是往右走，因为方向不同时的排序方法不同，
        //根据方向区分左右距离相等时向左还是向右的话，效果与排序叠加，恰好得到了错误的序列）
        if(fabs(Disk[right] - Disk[now]) <= fabs(Disk[now] - Disk[left]))
        {
            length += fabs(Disk[right] - Disk[now]);
            printf("%d ",Disk[right]);
            now = right;
            right++;
        }
        else if(fabs(Disk[right] - Disk[now]) > fabs(Disk[now] - Disk[left]))
        {
            length += fabs(Disk[now] - Disk[left]);
            printf("%d ",Disk[left]);
            now = left;
            left--;
        }
    }
    //计算平均寻道时间
    avg_length = length / DISK_NUMBER;
    printf("平均寻道时间为：%lf",avg_length);
}

//扫描算法（SCAN）
void SCAN()
{
    //定义三个变量，left标记 当前磁道 左边第一个微调度的磁道号在数组中的序号
    //right 标记 当前磁道 右边第一个未调度的磁道号在数组中的序号
    //now 当前磁道；
    int left,right,now;
    //定义寻道长度和平均寻道长度
    double length = 0,avg_length = 0;
    //根据磁道移动的方向不同对磁道号进行排序
    if(DIRECTION == 1)
        sort(Disk,Disk + DISK_NUMBER + 1);
    else
        sort(Disk,Disk + DISK_NUMBER + 1,compare);

//    //输出排序后的Disk[]
//    for(int i = 0; i <= DISK_NUMBER; i++)
//        printf("%d ",Disk[i]);
    for(int i = 0; i <= DISK_NUMBER; i++)
    {
        //找到当前磁道 左右边第一个未调度的磁道号在数组中的序号
        if(Disk[i] == CURRENT_DISK)
        {
            now = i;
            left = i -1;
            right = i + 1;
        }
    }
    length += fabs(Disk[now] - Disk[right]);
    //从now向DIRECTION方向移动
    for(int i = right; i <= DISK_NUMBER; i++)
    {
        if(i > right)
            length += fabs(Disk[i] - Disk[i -1]);
        printf("%d ",Disk[i]);
    }
    length += fabs(Disk[DISK_NUMBER] - Disk[left]);
    //走到DIRECTION方向尽头，返回扫描
    for(int i = left; i>=0; i--)
    {
        if(i < left)
            length += fabs(Disk[i] - Disk[i + 1]);
        printf("%d ",Disk[i]);
    }
    //计算平均寻道时间
    avg_length = length / DISK_NUMBER;
    printf("平均寻道时间为：%lf",avg_length);
}

int main()
{
    printf("input the number of the disk\n");
    scanf("%d",&DISK_NUMBER);
    printf("input the Disk[]\n");
    for(int i = 0; i < DISK_NUMBER; i++)
        scanf("%d",&Disk[i]);
    printf("input the direction of the disk , right = 1 and left = 0\n");
    scanf("%d",&DIRECTION);
    printf("input the current disk\n");
    scanf("%d",&CURRENT_DISK);
    //把CURRENT_DISK加入Disk[]
    Disk[DISK_NUMBER] = CURRENT_DISK;
    printf("the answer of the SSTF is:\n");
    SSTF();
    printf("\nthe answer of the SCAN is:\n");
    SCAN();
    return 0;
}