1、實驗三 驅動調度一、實驗容模擬電梯調度算法，實現對磁盤的驅動調度、實驗目的磁盤是一種高速、大容量、旋轉型、可直接存取的存儲設備。它作為計算機系 統的輔助存儲器，擔負著繁重的輸入輸出任務、在多道程序設計系統中，往往同時 會有若干個要求訪問磁盤的輸入輸出請求等待處理。系統可采用一種策略，盡可能 按最佳次序執行要求訪問磁盤的諸輸入輸出請求。這就叫驅動調度，使用的算法稱 為驅動調度算法。驅動調度能降低為若干個輸入輸出請求服務所需的總時間，從而 提高系統效率。本實驗要求學生模擬設計一個驅動調度程序，觀察驅動調度程序的 動態運行過程。通過實驗使學生理解和掌握驅動調度的職能。三、數據結構#define M

2、20 typedef struct PCBchar procM;/ 進程名 int cylinder_num;/ 柱面號 int track_ num;/磁道號int phy_num;物理記錄號 struct PCB *next;PCB;四、實驗題目模擬電梯調度算法，對磁盤進行移臂和旋轉調度。（1）磁盤是可供多個進程共享的存儲設備， 但一個磁盤每時刻只能為一個進程 服務。當有進程在訪問某個磁盤時，其他想訪問該磁盤的進程必須等待，直到磁盤 一次工作結束。當有多個進程提出輸入輸出要求而處于等待狀態時，可用電梯調度 算法從若干個等待訪問者中選擇一個進程， 讓它訪問磁盤。選擇訪問者的工作由 “驅 動調

3、度”進程來完成。由于磁盤與處理器是可以并行工作的、 所以當磁盤在作為一個進程服務時， 占 有處理器的另一進程可以提出使用磁盤的要求，也就是說，系統能動態地接收新的輸入輸出請求。為了模擬這種情況，在本實驗中設置了一個“接收請求”進程。“驅動調度”進程和“接收請求”進程能否占有處理器運行，取決于磁盤的結 束中斷信號和處理器調度策略。在實驗中可用隨機數來模擬確定這兩個進程的運行 順序，以代替中斷處理和處理器調度選擇的過程。因而，程序的結構可參考圖31(2) “接收請求”進程建立一 “請求I/O ”表，指出訪問磁盤的進程要求訪問 的物理地址，表的格式為：進程名柱面號磁道號物理記錄號初始化輸入在0，1區

4、間內的一個隨機數驅動調度接受請求圖3 1程序結構假定某個磁盤組共有200個柱面，由外向里順序編號（0199）,每個柱面上 有20個磁道，編號為019,每個磁道分成8個物理記錄，編號07。進程訪問 磁盤的物理地址可以用鍵盤輸入的方法模擬得到。圖 3 2是“接收請求”進程的 模擬算法。在實際的系統中必須把等待訪問磁盤的進程排入等待列隊，由于本實驗模擬驅 動調度，為簡單起見，在實驗中可免去隊列管理部分，故設計程序時可不考慮“進 程排入等待隊列”的工作。（3）“驅動調度”進程的功能是查“請求 I/O ”表，當有等待訪問磁盤的進程 時，按電梯調度算法從中選擇一個等待訪問者，按該進程指定的磁盤物理地址啟動

5、 磁盤為其服務。對移動臂磁盤來說，驅動調度分移臂調度和旋轉調度。電梯調度算法的調度策 略是與移動臂的移動方向和移動臂的當前位子有關的，所以每次啟動磁盤時都應登 記移動臂方向和當前位子。電梯調度算法是一種簡單而實用的驅動調度方法，這種 調度策略總是優先選擇與當前柱面號相同的訪問請求，從這些請求中再選擇一個能 使旋轉距離最短的等待訪問者。如果沒有與當前柱面號相同的訪問請求，貝肪根據移 臂方向來選擇，每次總是沿臂移動方向選擇一個與當前柱面號最近的訪問請求，若 沿這個方向沒有訪問請求時，就改變臂的移動方向。這種調度策略能使移動臂的移 動頻率極小，從而提高系統效率。用電梯調度算法實現驅動調度的模擬算法如

6、圖33。（4）圖3- 1中的初始化工作包括，初始化“請求I/O ”表，置當前移臂方向 為里移；置當前位置為0號柱面，0號物理記錄。程序運行前可假定“請求I/O ”表 中已經有如干個進程等待訪問磁盤。在模擬實驗中，當選中一個進程可以訪問磁盤時，并不實際地啟動磁盤，而用顯示：“請求I/O ”表；當前移臂方向；當前柱面號，物理記錄號來代替圖3-3中的“啟動磁盤”這項工作圖3-3電梯調度模擬算法五、源程序#includestdio.h#includestdlib.h#includeconio.h#includestring.h#define M 20typedef struct PCBchar pro

7、cM;/ 進程名int cylinder_num;/ 柱面號int track_ num;/磁道號int phy_num;物理記錄號struct PCB *next;PCB;PCB *head=NULL;int directi on ;/ 定義方向，1 為 up, -1 為 dow nPCB *h=NULL; / 存放當前運行中的進程的信息void init () / 初始化當前進程h=(PCB *)malloc(sizeof(PCB);direction=1;strcpy(h-proc,p);h-cylinder_num = 0;h-track_num= 0;h-phy_num= 0;/模擬

8、記錄當前運行進程void current_process(PCB *Q)strcpy(h-proc,Q-proc);h-cylinder_num = Q-cylinder_num;h-track_num=Q-track_num;h-phy_num=Q-phy_num;/插入函數void insert(PCB *p)PCB *q;q=head;if(head=NULL)head=p;else for(q=head;q-next!=NULL;q=q-next);p-next=q-next;q-next=p;void out_info()/ 輸出進程的信息printf(” |1111n n);pri

9、ntf( |進程名丨柱面號丨磁道號丨物理記錄號丨方向丨n);printf(” 11111n);printf( %s t%d t%d t%d,h-proc,h-cylinder_num,h-track_num,h-phy_num); void output()PCB *p;p=head;printf(進程名柱面號磁道號物理記錄號n);if(p=NULL)printf(-*進程表為空，接收請求或按n退出*-n);elsewhile(p!=NULL)printf(%s t%d t%d t%dn,p-proc,p-cylinder_num,p-track_num,p-phy_num); p=p-nex

10、t;/初始化I/O請求表void create_PCB()PCB *p,*q;q=head;int i,n;printf(n);printf(請輸入I/O進程表中進程等待的個數：n);printf(n);scanf(%d,&n);printf( 請依次輸入進程的相關信息 : (用空格分隔) n);prin tf( n);printf( 進程名，柱面號，磁道號，物理記錄號 n);for(i=1;iproc);scanf(%d,&p-cylinder_num);scanf(%d,&p-track_num);scanf(%d,&p-phy_num);p-next=NULL;insert(p); pr

11、intf( n);/接受請求模塊 void Receive_requests() PCB *p;int i,n,m; printf( 請輸入一個值 : n); printf(1. n); printf(0. n); scanf(%d,&i);if(i=1)printf( 正在運行的進程為： n); printf(n);/*if(direction=1) / 啟動磁盤 out_info(); printf( upn); printf(n); if(direction=-1) out_info(); printf( downn); printf(n);*/ printf(n); printf( 接

12、受請求前的等待進程表為 n); output();printf( 請輸入接受等待進程數量 n); scanf(%d,&n);printf( 請依次輸入進程的信息 n);n);printf( 進程名，柱面號，磁道號，物理記錄號 for(m=1;mproc);scanf(%d,&p-cylinder_num); scanf(%d,&p-track_num); scanf(%d,&p-phy_num);p-next=NULL; insert(p);printf( 接受請求后的等待進程表為： n); printf(n);output();elseprintf( 沒有接受進程，繼續往下運行程序n);/電

13、梯調度算法void lift()int min,cha,max;PCB *p,*q,*B;/p為指要刪除的節點，q為查找的節點，B指向要刪 除節點的前一個節點q=head; if(q!=NULL)while(q!=NULL)&(q-cylinder_num!=h-cylinder_num)/ 找 到 第 一個相同的柱面號q=q-next;if(q=NULL)/ 沒有柱面號相同的等待進程q=head;if(direction=1)/ 當前移臂方向 upwhile(q!=NULL)&(q-cylinder_num cylinder_num)q=q-next;if(q=NULL)/ 沒有比當前柱面號

14、大的等待進程directio n=-1;/置當前移臂方向為外移q=head;從小于當前柱面號的訪問中選擇一個最大的，p指向p=q;max=q-cylinder_num;q=q-next; while(q!=NULL) if(maxcylinder_num) max=q-cylinder_num; p=q;/p 指向最大的節點q=q-next;else/有大于當前柱面號的等待進程 min=q-cylinder_num;p=q;q=q-next;while(q!=NULL)/ 大于當前柱面號并且小于指定最小的節點時if(h-cylinder_numcylinder_num)&(q-cylinder

15、_numcyli nder_num)min=q-cylinder_num;p=q;/p指向最小的節點q=q-next;else/當前移臂方向向外while(q!=NULL)&(q-cylinder_num h-cylinder_num)q=q-next;if(q=NULL)/ 沒有比當前柱面號小的請求 direction=1;q=head;從大于當前柱面號的訪問中選擇一個最小的，p指向p=q;min=q-cylinder_num;q=q-next;while(q!=NULL)if(minq-cylinder_num) min=q-cylinder_num;p=q;/p指向最小的節點q=q-ne

16、xt;else/有比當前柱面號小的請求進程 max=q-cylinder_num;p=q;q=q-next;while(q!=NULL)從小當前柱面號訪問進程中選擇一個最大的，用p指向 if(p-cylinder_numcylinder_num&q-cylinder_numcylind er_num)max=q-cylinder_num;p=q；/p指向最大的節點q=q-next;/else/有比當前柱面號小的請求進程/else/當前移臂方向向外/if(q=NULL)/ 沒有柱面號相同else/有柱面號相同的等待進程min=q-phy_ nu m-h-phy_ num;/第一個相同柱面號設為最

17、小值p=q；/指向最小的節點，旋轉距離最短的訪問者if(minnext;while(q!=NULL)if(q-cylinder_num=h-cylinder_num)/ 有柱面號相同cha=q-phy_num-h-phy_num;if(chacha)/ 有更小的節點，旋轉距離最短的訪問者 min=cha;p=q;指向最小的節點q=q-next;/while 查找/elsecurre nt_process(p);/保留選中的進程if(direction=1)/啟動磁盤printf( 被選中的等待進程為： n);printf(n);out_info();printf( upn);printf(n)

18、;if(direction=-1)printf( 被選中的等待進程為： n);printf(n);out_info();printf( downn);printf(n);if(p=head)head=p-next;elseB=head;while(B-next!=p)/ 找到要刪除進程的前一個節點B=B-next;B-next=p-next;/被選中者退出I/O請求表/if(q!=NULL) 結束elseprintf( 請求進程表為空 ,接收請求或退出 n); / 電梯調度算法結束 void main()/ 主函數 system(cls); char go=y; float number; init(); printf( * 執行驅動調度 *n);printf( * 當前運行進程為 *n);out_info(); printf( upn);printf( -*創建I/O請求進程等待表*-n); create_PCB(); /創建進程鏈表printf(n);printf(I/O 請求進程等待表為： n);