最短作业优先调度算法
最短作业优先（Shortest Job First, SJF）调度算法同样也是顾名思义，它会优先选择运行时间最短的进程来运行，这有助于提高系统的吞吐量。
这显然对长作业不利，很容易造成一种极端现象。
比如，一个长作业在就绪队列等待运行，而这个就绪队列有非常多的短作业，那么就会使得长作业不断的往后推，周转时间变长，致使长作业长期不会被运行。
高响应比优先调度算法
前面的「先来先服务调度算法」和「最短作业优先调度算法」都没有很好的权衡短作业和长作业。
那么，高响应比优先（Highest Response Ratio Next, HRRN）调度算法主要是权衡了短作业和长作业。
每次进行进程调度时，先计算「响应比优先级」，然后把「响应比优先级」最高的进程投入运行，「响应比优先级」的计算公式：
从上面的公式，可以发现：
1.如果两个进程的「等待时间」相同时，「要求的服务时间」越短，「响应比」就越高，这样短作业的进程容易被选中运行；
2.如果两个进程「要求的服务时间」相同时，「等待时间」越长，「响应比」就越高，这就兼顾到了长作业进程，因为进程的响应比可以随时间等待的增加而提高，当其等待时间足够长时，其响应比便可以升到很高，从而获得运行的机会；
1.单选题 1.1 在磁盘调度中，每次的寻道时间最短的算法是()。 a FCFS b SSTF c SCAN d NStepSCAN 先来先服务FCFS，最简单的磁盘调度算法。根据进程请求访问磁盘的先后顺序进行调度。此算法平均寻道时间较长，寻道距离较大，适用于进程数目较少的场合。故不选A。SSTF 最短寻道时间优先算法，该算法选择进程时要求访问的磁道与当前磁头所在的磁道距离最近，以使每次的寻道时间最短，故选B。SCAN算法不仅考虑要访问的磁道与当前磁道的距离，更优先考虑磁头当前的移动方向，该算法可防止进程出现“饥饿”现象，故不选C。NStepSCAN 算法将磁盘请求队列分成若干个长度为N的子队列，按FCFS算法依次调度这些子队列，在队列内部按SCAN算法，对一个队列处理完后，再处理其他队列。当正在处理某子队列时，如果又出现新的磁盘I/O请求，便将新请求进程放入其他队列，这样可避免磁臂粘着现象，故不选D。 1.2 循环缓冲，用于指示生产者进程下一个可用的空缓冲区的指针是()。 a Nextg b Nexti c Current d 以上都可 循环缓冲的组成：多个指针：Nextg用于指示消费者进程下一个可用的装有数据的缓冲区。故不选A、D。Nexti用于指示生产者进程下一个可用的空缓冲区。故选B。Current用于指示进程正在使用的工作缓冲区。故不选D。 1.3 必须作为临界资源以互斥方式访问的设备是()。 a虚拟设备 b共享设备 c独占设备 d以上都是 按设备的共享属性分类，分为： （1）独占设备。必须作为临界资源以互斥方式访问的设备。故选C。 （2）共享设备。允许多个进程共同访问的设备，如磁盘。故不选B、D。 （3）虚拟设备。通过某种技术将一台物理设备虚拟成若干逻辑设备。故不选A。
目录 1 课程设计目的及要求……………………………………………………错误！未定义书签。 2 相关知识…………………………………………………………………错误！未定义书签。 3 题目分析 (2) 4 概要设计 (2) 4.1 先来先服务（FCFS）的设计思想 (2) 4.2 最短寻道时间优先调度（SSTF）的设计思想 (2) 4.3 扫描算法（SCAN）的设计思想 (2) 4.4 循环扫描（CSCAN）的设计思想 (2) 5 代码及流程 (3) 5.1 流程图 (3) 5.2 源代码 (8) 6 运行结果 (16) 7 设计心得 (19) 参考文献 (19)
1 课程设计目的及要求 设计目的：加深对操作系统原理的进一步认识，加强实践动手能力和程序开发能力的培养，提高分析问题解决问题的能力，培养合作精神，以巩固和加深磁盘调度的概念。操作系统是一门工程性很强的课程，它不仅要求学生掌握操作系统的工作原理和理论知识，也要求学生的实际动手能力，以加深对所学习内容的理解，使学生熟练地掌握计算机的操作方法，使用各种软件工具，加强对课程内容的理解。这次课程设计，就是通过模拟磁臂调度来加深对操作系统中磁臂调度概念的理解。使学生熟悉磁盘管理系统的设计方法；加深对所学各种磁盘调度算法的了解及其算法的特点。 设计要求：编程序实现下述磁盘调度算法,并求出每种算法的平均寻道长度；要求设计主界面可以灵活选择某算法，且以下算法都要实现 1、先来先服务算法（FCFS） 2、最短寻道时间优先算法（SSTF） 3、扫描算法（SCAN） 4、循环扫描算法（CSCAN） 2 相关知识 数据结构：数组 now:当前磁道号; array[]:放置磁道号的数组; void FCFS(int array[],int m )先来先服务算法(FCFS) void SSTF(int array[],int m)最短寻道时间优先算法(SSTF) void SCAN(int array[],int m) 扫描算法(SCAN) void CSCAN(int array[],int m)循环扫描算法(CSCAN) 磁盘调度：当有多个进程都请求访问磁盘时，采用一种适当的驱动调度算法，使各进程对磁盘的平均访问（主要是寻道）时间最小。目前常用的磁盘调度算法有：1）闲来先服务2）最短寻道时间优先3）扫描算法4）循环扫描算法等
课程设计 课程设计名称：操作系统应用课程设计 专业班级： 学生姓名：xxxxx 学号： 指导教师： 课程设计时间： 2010.12.20-2010.12.26
计算机科学专业课程设计任务书 说明：本表由指导教师填写，由教研室主任审核后下达给选题学生，装订在设计（论文）首页
一 .课程设计需求分析 操作系统是计算机系统的一个重要系统软件。我们在本课程的实验过程中，了解实际操作系统的工作过程，在实践中加深对操作系统原理的理解。 磁盘存储器不仅容量大，存取速度快，而且可以实现随机存取，是当前存放大量程序和数据的理想设备，故在现代计算机系统中，都配置了磁盘存储器，并以它为主来存放文件。这样，对文件的操作，都将涉及到对磁盘的访问。磁盘I/O速度的高低和磁盘系统的可靠性都将直接影响到系统性能。因此，设法改善磁盘系统的性能，已成为现代操作系统的重要任务之一。磁盘性能有数据的组织、磁盘的类型和访问时间等。 磁盘调度的目标是使磁盘的平均寻道时间最少。也正因为这样，我们有必要对各算法进行模拟，进而比较、分析、了解。 本实验设计的目的是通过设计一个磁盘调度模拟系统，以加深对最短寻道时间优先（SSTF）、N步扫描算法（NStepSCAN）等磁盘调度算法的理解。让我们更好地掌握操作系统的原理及实现方法,加深对操作系统基础理论和重要算法的理解，加强动手能力。 二.课程设计原理 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。其中Mi为所需访问的磁道号所需移动的磁道数。 启动磁盘执行输入输出操作时，要把移动臂移动到指定的柱面，再等待指定扇区的旋转到磁头位置下，然后让指定的磁头进行读写，完成信息传送。因此，
一、进程(作业)调度算法 1.先来先服务调度算法（FCFS）:每次调度是从就绪队列中，选择一个最先进入就绪队列的进程，把处理器分配给该进程，使之得到执行。该进程一旦占有了处理器，它就一直运行下去，直到该进程完成或因发生事件而阻塞，才退出处理器。特点：利于长进程，而不利于短进程。 2.短进程（作业）优先调度算法(SPF):它是从就绪队列中选择一个估计运行时间最短的进程，将处理器分配给该进程，使之占有处理器并执行，直到该进程完成或因发生事件而阻塞，然后退出处理器，再重新调度。 3.时间片轮转调度算法:系统将所有的就绪进程按进入就绪队列的先后次序排列。每次调度时把CPU分配给队首进程，让其执行一个时间片，当时间片用完，由计时器发出时钟中断，调度程序则暂停该进程的执行，使其退出处理器，并将它送到就绪队列的末尾，等待下一轮调度执行。 4.优先数调度算法:它是从就绪队列中选择一个优先权最高的进程，让其获得处理器并执行。 5.响应比高者优先调度算法：它是从就绪队列中选择一个响应比最高的进程，让其获得处理器执行，直到该进程完成或因等待事件而退出处理器为止。特点：既照顾了短进程，又考虑了进程到达的先后次序，也不会使长进程长期得不到服务，因此是一个比较全面考虑的算法，但每次进行调度时，都需要对各个进程计算响应比。所以系统开销很大，比较复杂。 6.多级队列调度算法 基本概念： 作业周转时间（Ti）＝完成时间(Tei)－提交时间(Tsi) 作业平均周转时间(T)＝周转时间/作业个数 作业带权周转时间（Wi）＝周转时间/运行时间 响应比＝（等待时间＋运行时间）/运行时间 二、存储器连续分配方式中分区分配算法 1.首次适应分配算法（FF）：对空闲分区表记录的要求是按地址递增的顺序排列的，每次分配时，总是从第1条记录开始顺序查找空闲分区表，找到第一个能满足作业长度要求的空闲区，分割这个空闲区，一部分分配给作业，另一部分仍为空闲区。 2.循环首次适应算法：每次分配均从上次分配的位置之后开始查找。
操作系统课程设计实验报告 磁盘调度算法 班级：计1110 姓名：王国超 学号：20111221261 时间：2014.3.7
[问题描述] 了解磁盘管理的原理，掌握磁盘调度种算法。 [基本要求] 编程序实现下述磁盘调度算法，并求出每种算法的平均寻道长度：要求设计主界面可以灵活选择算法，且以下算法为基本要求。 先来先服务算法（FCFS） 最短寻道时间优先算法（SSTF） 扫描算法（SCAN） 循环扫描算法（CSCAN） 9个磁道号： 先来先服务：
最短寻道时间优先： 扫描算法：
循环算法：
代码： #include 操作系统-磁盘调度算法 1 一次磁盘读/写操作需要的时间 寻找时间（寻道时间）T s：在读/写数据前，需要将磁头移动到指定磁道所花费的时间。 寻道时间分两步： (1) 启动磁头臂消耗的时间：s。 (2) 移动磁头消耗的时间：假设磁头匀速移动，每跨越一个磁道消耗时间 为m，共跨越n条磁道。 则寻道时间T s= s + m * n。 磁头移动到指定的磁道，但是不一定正好在所需要读/写的扇区，所以需要通过磁盘旋转使磁头定位到目标扇区。 延迟时间T R：通过旋转磁盘，使磁头定位到目标扇区所需要的时间。设磁盘转速为r（单位：转/秒，或转/分），则平均所需延迟时间T R= (1/2)*(1/r) = 1/2r。1/r就是转一圈所需的时间。找到目标扇区平均需要转半圈，因此再乘以1/2。 传输时间T R：从磁盘读出或向磁盘中写入数据所经历的时间，假设磁盘转速为r，此次读/写的字节数为b，每个磁道上的字节数为N，则传输时间T R= (b/N) * (1/r) = b/(rN)。每个磁道可存N字节数据，因此b字节数据需要 b/N个磁道才能存储。而读/写一个磁道所需的时间刚好是转一圈的时间1/r。 总的平均时间T a= T s+ 1/2r + b/(rN)，由于延迟时间和传输时间都是与磁盘转速有关的，且是线性相关。而转速又是磁盘的固有属性，因此无法通过操作系统优化延迟时间和传输时间。所以只能优化寻找时间。 2 磁盘调度算法 2.1 先来先服务算法（FCFS） 算法思想：根据进程请求访问磁盘的先后顺序进行调度。 假设磁头的初始位置是100号磁道，有多个进程先后陆续地请求访问55、58、39、18、90、160、150、38、184号磁道。 按照先来先服务算法规则，按照请求到达的顺序，磁头需要一次移动到55、58、39、18、90、160、150、38、184号磁道。 操作系统中常见算法汇总 1.调度算法 调度算法是操作系统中最关键的算法之一，用于决定哪个进程在何时执行。常见的调度算法有先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、时间片轮转、优先级调度等。 2.分配算法 分配算法用于资源的分配和管理，主要涉及内存管理和磁盘调度。其中，内存管理算法包括最先适应、最佳适应和最坏适应等。磁盘调度算法包括先来先服务、最短寻道时间优先、电梯算法等。 3.页面置换算法 在虚拟内存管理中，页面置换算法用于决定将哪些页面调出内存，以便为新页面腾出空间。常见的页面置换算法有最佳置换、先进先出（FIFO）、最近最久未使用（LRU）等。 4.死锁避免算法 死锁是多进程并发执行时可能出现的一种资源竞争问题。死锁避免算法用于通过动态检测和预防死锁的发生。常见的死锁避免算法有银行家算法和资源分配图算法等。 5.文件系统算法 文件系统算法用于文件的组织和管理，包括文件分配和空闲空间管理等。常见的文件系统算法有FAT、NTFS、EXT系列等。 6.磁盘调度算法 磁盘调度算法用于优化磁盘存储的读写操作，以提高磁盘的性能和效率。常见的磁盘调度算法有先来先服务、最短寻道时间优先、电梯算法等。 7.内存分配算法 内存分配算法用于管理物理内存的分配和回收，以满足进程对内存的 需求。常见的内存分配算法有固定分区分配、动态分区分配、伙伴系统等。 8.页面替换算法 页面替换算法用于在虚拟内存管理中选择牺牲的页面，一般是根据一 定的策略选择最适合替换的页面。常见的页面替换算法有最佳置换、先进 先出（FIFO）、最近最久未使用（LRU）等。 9.缓存替换算法 缓存替换算法用于管理缓存空间中的数据，当缓存空间不够用时，需 要根据一定策略选择最适合替换的数据。常见的缓存替换算法有最近最少 使用（LFU）、最不经常使用（LRU）等。 10.数据结构和算法 以上是操作系统中常见的算法汇总，这些算法在操作系统的不同部分 扮演着重要的角色，对于操作系统的性能和效率有着重要影响。 操作系统十大算法具体内容 操作系统是计算机系统的核心组成部分，主要负责管理计算机的硬件 资源和提供各种系统服务。操作系统算法是操作系统实现各种功能和服务 的基础，包括进程调度、内存管理、文件系统等方面。 下面将介绍操作系统中的十大算法，以及它们在操作系统中的具体内容： 1.进程调度算法 进程调度算法决定了操作系统如何选择就绪队列中的进程分配处理机 资源。常见的进程调度算法包括先来先服务调度算法（FCFS）、最短作业 优先调度算法（SJF）、轮转调度算法（RR）等。这些算法基于进程的优 先级、执行时间、资源需求等考虑，来决定选择哪个进程获得处理机资源。 2.内存管理算法 内存管理算法决定了如何有效地分配和回收内存资源。常见的内存管 理算法包括固定分区算法、动态分区算法和虚拟内存管理算法等。这些算 法根据进程的内存需求和空闲内存空间的情况，来决定如何分配和回收内 存资源。 3.页面置换算法 页面置换算法是一种在虚拟内存管理中使用的算法，用于将进程的页 面从磁盘中换入内存，并选择合适的页面进行置换。常见的页面置换算法 有最佳置换算法（OPT）、先进先出置换算法（FIFO）、最近最少使用置 换算法（LRU）等。这些算法根据页面的访问情况和页面的驻留时间来决 定选择哪个页面进行置换。 4.文件管理算法 文件管理算法决定了如何组织和管理文件系统中的文件。常见的文件 管理算法有顺序文件组织算法、索引文件组织算法、哈希文件组织算法等。这些算法根据文件的访问特点和性能需求，来决定如何组织和管理文件数据。 5.磁盘调度算法 磁盘调度算法决定了操作系统如何调度磁盘上的IO请求，以提高磁 盘的访问效率。常见的磁盘调度算法有先来先服务调度算法（FCFS）、最 短寻半径优先调度算法（SSTF）、扫描调度算法（SCAN）等。这些算法根 据磁盘的寻道距离和IO请求的到达时间等因素，来决定选择哪个IO请求 进行调度。 6.死锁检测和解决算法 死锁是指多个进程因为互相等待而无法继续执行的情况。死锁检测和 解决算法用于检测和解决死锁问题。常见的死锁检测算法有资源分配图算 法和银行家算法等，用于检测系统中是否存在死锁。而死锁解决算法包括 资源剥夺算法、抢占资源算法和撤销进程算法等，用于解除系统中的死锁 状态。 7.CPU调度算法 CPU调度算法决定了操作系统如何选择进程进行执行，以提高CPU的 利用率和响应时间。常见的CPU调度算法有短作业优先调度算法、高响应 比优先调度算法和多级反馈调度算法等。这些算法根据进程的优先级、执 行时间和资源需求等因素，来决定选择哪个进程获得CPU时间片。 8.缓存管理算法 最短寻找时间优先算法和电梯算法 1. 引言 最短寻找时间优先算法和电梯算法是在计算机科学领域中常用的调度算法。它们被广泛应用于操作系统、网络通信、数据库等各个领域，以提高系统的效率和性能。本文将详细介绍最短寻找时间优先算法和电梯算法的原理、应用场景以及实现方式。 2. 最短寻找时间优先算法 最短寻找时间优先算法（Shortest Seek Time First, SSTF）是一种基于磁盘寻址的调度算法。它通过选择离当前磁道最近的请求来减少平均寻道时间，从而提高系统的响应速度。 2.1 原理 最短寻找时间优先算法基于以下原理进行调度： - 当前磁头所在的磁道上有待处 理的请求时，选择离当前磁头位置最近的请求进行处理； - 当前磁头所在的磁道 上没有待处理的请求时，选择距离当前位置最近且方向与当前移动方向相同的请求进行处理。 2.2 应用场景 最短寻找时间优先算法适用于磁盘调度、文件系统、数据库管理等场景。在这些应用中，磁盘的读写操作是常见的任务，而最短寻找时间优先算法能够有效地减少磁头的移动次数，提高读写操作的性能。 2.3 实现方式 最短寻找时间优先算法可以通过以下步骤来实现： 1. 读取当前磁头所在的位置； 2. 遍历待处理请求列表，计算每个请求与当前位置的距离； 3. 选择距离最近的 请求进行处理，并更新当前位置； 4. 重复步骤2和3，直到所有请求都被处理完毕。 3. 电梯算法 电梯算法（Elevator Algorithm）是一种用于调度电梯运行的算法。它模拟了电梯上下运行时不同楼层之间的乘客需求，并根据乘客的楼层选择最优的运行路径，以提高电梯系统的效率和性能。 3.1 原理 电梯算法基于以下原理进行调度： - 当前电梯运行方向下有人需要上楼时，选择 离当前楼层最近且方向相同的楼层作为目标楼层； - 当前电梯运行方向下没有人 磁盘调度算法的设计实验报告 一、实验背景 磁盘调度算法是操作系统中的重要内容之一，它的主要作用是优化磁 盘的读写效率，提高系统的性能。本次实验旨在通过设计不同的磁盘 调度算法，比较它们在不同情况下的性能表现。 二、实验环境 本次实验使用了Linux操作系统和C语言编程语言。硬件环境为Intel Core i5处理器、4GB内存和500GB硬盘。 三、实验过程 1. 先来看看什么是磁盘调度算法。磁盘调度算法是指操作系统中用于 管理磁盘I/O请求队列的算法。常见的磁盘调度算法有FCFS(先来先 服务)、SSTF(最短寻道时间优先)、SCAN(扫描)、LOOK(往返扫描)等。 2. 接下来我们分别对这些算法进行设计和实现，并进行性能测试。 3. 首先是FCFS算法。FCFS算法就是按照请求到达时间的顺序进行服务，即先来先服务。我们通过模拟生成一组随机数作为请求队列，然 后计算出每个请求需要移动的距离，并计算出平均寻道长度。 4. 然后是SSTF算法。SSTF算法是指选择距离当前磁头位置最近的请求进行服务。我们同样使用模拟生成一组随机数作为请求队列，然后 计算出每个请求与当前磁头位置的距离，并按照距离从小到大进行排 序，然后依次服务每个请求，并计算出平均寻道长度。 5. 接下来是SCAN算法。SCAN算法是指磁头从一端开始移动，直到到达另一端，然后返回原点继续移动。我们同样使用模拟生成一组随机数作为请求队列，并将其按照磁头当前位置的左右分成两部分，分别从左往右和从右往左进行服务，并计算出平均寻道长度。 6. 最后是LOOK算法。LOOK算法和SCAN类似，不同之处在于当服务完最远的请求时不会返回原点，而是直接返回最近的请求。我们同样使用模拟生成一组随机数作为请求队列，并将其按照磁头当前位置的左右分成两部分，分别从左往右和从右往左进行服务，并计算出平均寻道长度。 四、实验结果 通过对以上四种磁盘调度算法进行测试，得到以下结果： 1. FCFS平均寻道长度：162 2. SSTF平均寻道长度：78 3. SCAN平均寻道长度：98 4. LOOK平均寻道长度：87 五、实验结论 从实验结果可以看出，SSTF算法的性能最优，平均寻道长度最短。而FCFS算法的性能最差，平均寻道长度最长。SCAN和LOOK算法的性能相对较好，但是与SSTF算法相比还是有一定差距。 最短寻道时间优先算法例题 最短寻道时间优先算法（Shortest Seek Time First，SSTF）是磁盘调度算法中的一种，用于提高磁盘磁头寻道的效率。该算法的目标是使磁头移动的距离最小化，从而减少寻道时间。 SSTF算法的工作原理如下：当需要进行磁盘寻道操作时，算法会选择距离当前磁道位置最近的磁道进行读写操作。具体来说，算法会将请求队列中的磁道按照与当前磁道的距离进行排序，然后按照排序后的顺序进行读写操作。当一个磁道被访问完成后，算法会更新当前磁道位置，并继续选择最近的磁道进行读写。 下面是一个SSTF算法的例题： 假设磁盘上有以下请求队列： 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 当前磁头位置为53。 按照SSTF算法的原则，我们需要计算出这些请求磁道与当前磁道之间的距离，并按照距离进行排序。 53 - 98 = -45 53 - 183 = -130 53 - 37 = 16 53 - 122 = -69 53 - 14 = 39 53 - 124 = -71 53 - 65 = -12 53 - 67 = -14 根据距离的绝对值进行排序后的结果为： 37, 65, 67, 14, 98, 53, 122, 124, 183 按照排序后的顺序，我们依次进行读写操作。首先访问磁道37，然后是65，67，14，98，53，122，124，183。 通过SSTF算法，我们可以看到，磁头的移动距离是最小的，从而可以减少寻道时间，提高磁盘的读写效率。 需要注意的是，SSTF算法存在一定的问题。当请求队列中的磁道分布不均匀时，可能会出现某些磁道长时间得不到访问的情况，即产生了'饥饿'现象。为了解决这个问题，可以采用其他的磁盘调度算法， 实验一磁盘调度算法实现一、实验目的 本课程设计的目的是通过磁盘调度算法设计一个磁盘调度模拟系统,从而使磁盘调度算法更加形象化,容易使人理解,使磁盘调度的特点更简单明了,能使使用者加深对先来先服务算法、最短寻道时间优先算法、扫描算法以及循环扫描算法等磁盘调度算法的理解; 二、实验内容 系统主界面可以灵活选择某种算法,算法包括：先来先服务算法FCFS、最短寻道时间优先算法SSTF、扫描算法SCAN、循环扫描算法CSCAN; 先来先服务算法 FCFS 这是一种比较简单的磁盘调度算法;它根据进程请求访问磁盘的先后次序进 行调度;此算法的优点是公平、简单,且每个进程的请求都能依次得到处理,不会出现某一进程的请求长期得不到满足的情况;此算法由于未对寻道进行优化, 在对磁盘的访问请求比较多的情况下,此算法将降低设备服务的吞吐量,致使平均寻道时间可能较长,但各进程得到服务的响应时间的变化幅度较小; 最短寻道时间优先算法 SSTF 该算法选择这样的进程,其要求访问的磁道与当前磁头所在的磁道距离最近, 以使每次的寻道时间最短,该算法可以得到比较好的吞吐量,但却不能保证平均 寻道时间最短;其缺点是对用户的服务请求的响应机会不是均等的,因而导致响 应时间的变化幅度很大;在服务请求很多的情况下,对内外边缘磁道的请求将会 无限期的被延迟,有些请求的响应时间将不可预期; 扫描算法 SCAN 扫描算法不仅考虑到欲访问的磁道与当前磁道的距离,更优先考虑的是磁头 的当前移动方向;例如,当磁头正在自里向外移动时,扫描算法所选择的下一个 访问对象应是其欲访问的磁道既在当前磁道之外,又是距离最近的;这样自里向 外地访问,直到再无更外的磁道需要访问才将磁臂换向,自外向里移动;这时, 同样也是每次选择这样的进程来调度,即其要访问的磁道,在当前磁道之内,从 而避免了饥饿现象的出现;由于这种算法中磁头移动的规律颇似电梯的运行,故 操作系统磁盘调度算法1：引言 1.1 目的 1.2 范围 1.3 定义 2：磁盘调度算法概述 2.1 概念 2.2 目标 3：先来先服务（FCFS）算法 3.1 原理 3.2 步骤 3.3 优点 3.4 缺点 4：最短寻道时间优先（SSTF）算法 4.1 原理 4.2 步骤 4.3 优点 4.4 缺点 5：扫描（SCAN）算法 5.1 原理 5.2 步骤 5.3 优点 5.4 缺点 6：循环扫描（C-SCAN）算法 6.1 原理 6.2 步骤 6.3 优点 6.4 缺点 7：电梯（C-LOOK）算法 7.1 原理 7.2 步骤 7.3 优点 7.4 缺点 8：其他磁盘调度算法 8.1 双队列（两级）调度算法 8.2 基于预测的调度算法 8.3 基于平滑滑动窗口的调度算法 9：磁盘调度算法的选择与评估 9.1 根据系统特点选择适当算法 9.2 评估磁盘调度算法性能 10：结论 附件： 1：示例代码 2：测试数据 法律名词及注释： 1：操作系统：计算机系统中负责管理和控制硬件资源，并为用户提供软件接口的核心程序。 2：磁盘调度算法：在操作系统中，用于决定磁盘上数据访问请求的处理顺序的算法。 3：先来先服务（FCFS）算法：一种磁盘调度算法，按照请求的到达顺序进行处理。 4：最短寻道时间优先（SSTF）算法：一种磁盘调度算法，选择离当前磁头位置最近的请求进行处理。 5：扫描（SCAN）算法：一种磁盘调度算法，磁头按一个方向来回扫描磁道，处理请求。 6：循环扫描（C-SCAN）算法：一种磁盘调度算法，磁头按一个方向循环扫描磁道，处理请求。 7：电梯（C-LOOK）算法：一种磁盘调度算法，类似于循环扫描算法，但不需回到磁道的起点。 计算机操作系统(第四版)1-8章-课后答案(全)第四版计算机操作系统课后答案 第一章 1. 操作系统的定义 操作系统是一种软件，它管理着计算机系统的硬件和软件资源，并 为用户和应用程序提供接口，以方便他们的使用。 2. 操作系统的功能 操作系统具有以下功能： - 进程管理：负责创建、执行和终止进程，并管理它们的资源分配。 - 存储管理：管理计算机系统的内存资源，包括内存分配、虚拟内 存和页面置换等。 - 文件系统管理：管理计算机系统中的文件和文件夹，包括文件的 存储、读写和保护等。 - 设备管理：负责管理计算机系统中的各种设备，如打印机、键盘 和鼠标等。 - 用户接口：提供用户与计算机系统进行交互的接口，如命令行界 面和图形用户界面。 3. 操作系统的类型 操作系统可以分为以下类型： - 批处理操作系统：按照一系列预先定义的指令集来运行任务。 - 分时操作系统：多个用户可以同时使用计算机系统。 - 实时操作系统：对任务的响应时间要求非常高，用于控制系统和嵌入式系统。 - 网络操作系统：支持多台计算机之间的通信和资源共享。 - 分布式操作系统：在多台计算机上分布式地管理和调度任务。 第二章 1. 进程与线程的区别 进程是计算机系统中正在运行的程序实例，而线程是进程内的一个执行单元。进程拥有独立的地址空间和资源，而线程共享进程的地址空间和资源。多个线程可以在同一进程内并发执行，从而提高系统的效率和资源利用率。 2. 进程的状态转换 进程可以处于以下状态： - 创建状态：进程正在被创建。 - 就绪状态：进程准备好执行，等待分配CPU资源。 - 运行状态：进程占用CPU资源执行。 - 阻塞状态：进程等待某种事件发生。 文件管理作业 1、假设一个活动头磁盘有200道，编号从0-199。当前磁头正在143道上服务，并且刚刚 完成了125道的请求。现有如下访盘请求序列(磁道号)： 86，147，91，177，94，150，102，175，130 试给出采用下列算法后磁头移动的顺序和移动总量(总磁道数)。 （1）最短寻道时间优先（SSTF）磁盘调度算法。 （2）扫描法（SCAN）磁盘调度算法（假设沿磁头移动方向不再有访问请求时, 磁头沿相反方向移动。） 答： （1）SSTF 磁头移动顺序：143，147，150，130，102，94，91，86，175，177 移动总量：首先划分分成三段（143～150，150～86，86～177），然后计算，移动总量为（150-143）+（150-86）+（177-86）=162 （2）SCAN 磁头移动顺序：143，147，150，175，177，130，102，94，91，86 移动总量：只需要划分成两段（143～177，177～86），移动总量为（177-143）+（177-86）=125 总结：SCAN通过减少方向改变的次数减少了磁头移动的总量。 2、假定一个UNIX磁盘块能存放1024个磁盘地址。用直接盘块指针的文件的最大尺寸是多少？一重间接盘块指针呢？二重间接盘块指针呢？三重呢？ 答：文件的最大尺寸（单位：磁盘块）分别为： 直接磁盘块指针方法：1024 一重索引方法：10242 两重索引方法：10243 三重索引方法：10244 或按I节点的方式理解： 直接盘块指针：12 一重索引方法：12＋1024 二重索引方法：12＋1024＋10242 三重索引方法：12＋1024＋10242＋10243 3、对下列每个问题，试说明它是由文件系统中哪一部分处理以及如何处理的？ （1）存储碎片问题； （2）允许给不同的文件以相同的文件名； （3）缓冲处理； （4）扩充文件时存储空间的申请； 答： 学号： 课程设计 题目磁盘移臂调度过程模拟设计 --电梯算法、最短寻道时间优先算法 学院计算机科学与技术学院 专业 班级 姓名 指导教师吴利军 2013 年 1 月15 日 课程设计任务书 学生姓名： 指导教师：吴利军工作单位：计算机科学与技术学院 题目: 磁盘移臂调度过程模拟设计——电梯算法、最短寻道时间优先算法初始条件： 1．预备内容：阅读操作系统的文件管理章节内容，理解有关文件组织形式、存储设备的概念。 2．实践准备：掌握一种计算机高级语言的使用。 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1．编程序模拟磁盘调度的过程，采用指定算法，模拟并输出存取臂的移动顺序，并计算存取臂移动的磁道总数。能够处理以下的情形： ⑴可根据需要输入当前磁头的位置，磁头移动方向； ⑵能够输入柱面数，磁道访问序列等参数，并能够显示调度结果（磁盘访问请求的磁道号 以及磁头移动的总磁道数）。 2．设计报告内容应说明： ⑴课程设计目的与功能； ⑵需求分析，数据结构或模块说明(功能与框图)； ⑶源程序的主要部分； ⑷测试用例，运行结果与运行情况分析； ⑸自我评价与总结： i）你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出色； ii）什么地方做得不太好，以后如何改正； iii）从本设计得到的收获（在编写，调试，执行过程中的经验和教训）； iv）完成本题是否有其他的其他方法（如果有，简要说明该方法）； v）对实验题的评价和改进意见，请你推荐设计题目。 时间安排： 设计安排一周：周1、周2：完成程序分析及设计。 周2、周3：完成程序调试及测试。 周4、周5：验收，撰写课程设计报告。 （注意事项：严禁抄袭，一旦发现，抄与被抄的一律按0分记） 指导教师签名：年月日操作系统-磁盘调度算法
操作系统中常见算法汇总
操作系统十大算法具体内容
最短寻找时间优先算法和电梯算法
磁盘调度算法的设计实验报告
最短寻道时间优先算法例题
磁盘调度操作系统实验报告
操作系统磁盘调度算法
计算机操作系统(第四版)1-8章-课后答案(全)
(完整word版)forum14_f_114
磁盘移臂调度过程模拟设计-电梯算法_最短寻道时间优先
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