磁盘调度算法例题解析以及C语言实现-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了磁盘调度算法例题解析以及C语言实现。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

如果当前停留在第122号磁道上，接下来8个磁道按顺序分别是 120,98,4,51,180,195,140,23。请写出最短寻道时间优先和扫描算法的访问顺序以及各自的平均寻道长度。

最短寻道时间优先算法：

SSTF算法选择调度处理的磁道是与当前磁头所在磁道距离最近的磁道，以使每次的寻找时间最短。当然，总是选择最小寻找时间并不能保证平均寻找时间最小，但是能提供比FCFS算法更好的性能。这种算法会产生“饥饿”现象。

最短寻道时间优先：122， 120， 140， 180， 195， 98， 51， 23, 4

先找离122最近的120，接着找离120最近的，140，以此类推

平均寻道长度：(2+20+40+15+97+47+28+19)/8 = 33.5

扫描算法：

该算法不仅考虑到欲访问的磁道与当前磁道间的距离，更优先考虑的是磁头当前的移动方向。例如，当磁头正在自里向外移动时，SCAN算法所考虑的下一个访问对象，应是其欲访问的磁道既在当前磁道之外，又是距离最近的。这种自里向外地访问，直至再无更外的磁道需要访问时，才将磁臂换向为自外向里移动。这是，同样也是每次选择这样的进程来调度，即要访问的磁道在当前位置内距离最近者，这样，磁头又逐步地从外向里移动，直至再无更里面的磁道要访问，从而避免了出现“饥饿”现象。由于在这种算法中磁盘移动的规律颇似电梯的运行，因而又常称之为电梯调度算法。

扫描算法：122， 140， 180， 195， 120， 98， 51， 23， 4

按顺序先从小到大，122 140 180 195 到了最大值开始从大到小

平均寻道长度：(18+40+15+75+22+47+28+19)/8 = 33

最短寻道时间算法（C语言）

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
#define N 51
struct TCB     //track control block磁道控制块 
{
	int tn; //track number磁道号 
	int flag;  //完成标志   flag=-1没完成 flag=1完成 
}track[N]; 
 
int a[N]; //记录磁道访问的先后顺序 
 
int randomnumber(int n,int max,int min)   //各磁道互不相同 
{
	srand((int)time(NULL));
	int t;   //用来判断这个随机数是否重复
	int x,y;
	for(x=1;x<=n;)
	{
		t=rand()%(max-min+1)+min;
		for(y=1;y<x;y++)
			{if(track[y].tn==t) break;}
		if(y==x) //不重复
		{track[x++].tn=t;track[--x].flag=-1;x++;}//有进程的为-1，没有的为0 （系统初始化） 
	}
}
 
int SSTF(int n,int present,int max,int min)
{
	/*这个最短寻道时间优先要分两部分考虑，
	第一，访问第一个磁道：
	      比如说磁头开始处在第六道，然后等待服务的磁道先后顺序为8,2,5,3,7,9
	      那么问题来了，这个最短访问磁道距离为1（分别是磁道5和7），
		  那么我就以这两个磁道先到达的处理，那就是处理5;
		  当然，除了第一个访问的会出现这种问题，之后不会出现了（因为顺序） 
	第二，访问之后的磁道就以当前磁头所在地找最短的访问 
		  */ 
	int z=1;     //记录顺序访问数组a的下标 
	int s=0;     // 记录对于第一个访问中最短距离有几个 
	int sum=0;  //移动的磁道总数 
	int add=0;   //记录已经访问的磁道个数
	int md=max-min;  //min distance用来存当前最短距离 （初值最大） 
	int mdp;  //min distance position用来存放当前最短距离磁道下标
	int i,j; 
	
	//访问第一个磁道 
	for(i=1;i<=n;i++)    //找最小距离 
	{
		if(abs(present-track[i].tn)<md)
			md=abs(present-track[i].tn);	
	}
	for(i=1;i<=n;i++)   //找最小距离的个数 ，mdp记录的是最后一个磁道其md等于最小距离的下标 
	{
		if(md==abs(present-track[i].tn)) {s++;mdp=i;}
	}
	if(s==1)      //如果只有一个，那就直接访问 
	{
		a[z++]=track[mdp].tn; 
		track[mdp].flag=1;
		sum+=abs(present-track[mdp].tn);
		present=track[mdp].tn;
		add+=1;	
	}
	else if(s>1)  //如果有两个 
	{
		for(i=1;i<=n;i++)  //先找到最先到达的一个 ，再访问 
		if(md==abs(present-track[i].tn)) {mdp=i;break;}  
		a[z++]=track[mdp].tn; 
		track[mdp].flag=1;
		sum+=abs(present-track[mdp].tn);
		present=track[mdp].tn;
		add+=1;
	}
	
	//访问其他的磁道 
	while(add<n)
	{
		md=max-min; 
		for(i=1;i<=n;i++)
		{                     //找到接下来访问的位置 
		if(track[i].flag==-1) 
			if(abs(present-track[i].tn)<md) 
			 {md=abs(present-track[i].tn);mdp=i;}
		} 
		sum+=md;
		present=track[mdp].tn;
		track[mdp].flag=1;
		add++;
		a[z++]=track[mdp].tn;
	} 
	
	printf("\n\n\n磁道访问顺序：");
	for(j=1;j<=n;j++)
	printf("%d ",a[j]);
	printf("\n\n磁道移动总数sum=%d\n",sum);
	printf("平均寻道总数=%lf\n",sum/(float)n);
}
 
int main()
{
	int n;
	int max,min,current;
	printf("\t\t最短寻道时间优先\n\n");
	printf("请输入请求进程的个数(1-50):");
	scanf("%d",&n);
	printf("请输入最小磁道号：");
	scanf("%d",&min);
	printf("请输入最大磁道号：");
	scanf("%d",&max);
	printf("请输入当前磁头所在的位置：");
	scanf("%d",¤t);
	randomnumber(n,max,min);
	//for(int i=1;i<=N;i++) //检验产生的数是否符合要求 
	//printf("%d %d\n",track[i].tn,track[i].flag);
	printf("\n磁道请求调度先后顺序为：\n");
	for(int j=1;j<=n;j++)
	printf("%d\t",track[j].tn);
	SSTF(n,current,max,min);
	return 0;	
}

扫描算法（C语言）文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-518228.html

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
#define N 51
struct TCB     //track control block
{
	int tn; //track number磁道号 
	int flag;  //完成标志   flag=-1没完成 flag=1完成 
}track[N]; 
 
int randomnumber(int n,int max,int min)   //各磁道互不相同 
{
	srand((int)time(NULL));
	int t;   //用来判断这个随机数是否重复
	int x,y;
	for(x=1;x<=n;)
	{
		t=rand()%(max-min+1)+min;
		for(y=1;y<x;y++)
			{if(track[y].tn==t) break;}
		if(y==x) //不重复
		{track[x++].tn=t;track[--x].flag=-1;x++;}//有进程的为-1，没有的为0 （系统初始化） 
	}
}
 
int SCAN(int n,int present,int max,int min,int option)
{
	int i,j;
	int z=1;
	int start;  //存放磁头访问开始位置 
	int sum=0;  //磁头移动总数 
	for(i=1;i<n;i++)    //对磁道从小到大排序 
	for(j=i+1;j<=n;j++)
	if(track[i].tn>track[j].tn)
	{
	track[0].tn=track[i].tn;
	track[i].tn=track[j].tn;
	track[j].tn=track[0].tn;
	}
	
	if(present<=track[1].tn) start=1;   //找分断点和访问开始位置 
	else if(present>=track[n].tn) start=n;
	else
	{ 
		for(i=2;i<n;i++)
		if(track[i-1].tn<present&&track[i+1].tn>present)
	         {start=i;break;} 
	    if(track[start].tn==present) start=i;
	    else if(track[start].tn<=present)
	    {
	    	if(option==1) start=i+1;
	    	else if(option==0) start=i;
		}
		else if(track[start].tn>=present)
		{
			if(option==1) start=i;
	    	else if(option==0) start=i-1;
		}
	}
	
	//找到磁头访问开始位置后，就是扫描访问各磁道 
	printf("\n\n\n磁道访问顺序：");
	if(start==1||start==n)   
	{
		
		if(start==1)
			for(j=1;j<=n;j++)
				{printf("%d ",track[j].tn); sum+=abs(present-track[j].tn); present=track[j].tn;}
		else if(start==n)
			for(j=n;j>=1;j--)
				{printf("%d ",track[j].tn);sum+=abs(present-track[j].tn);present=track[j].tn;}
	} 
	else
	{    
	if(option==1)  //自低向高走
		{
		 for(j=start;j<=n;j++) {printf("%d ",track[j].tn);sum+=abs(present-track[j].tn);present=track[j].tn;}
		 for(j=start-1;j>=1;j--) {printf("%d ",track[j].tn);sum+=abs(present-track[j].tn);present=track[j].tn;}
		} 
	else if(option==2)  //自高向低走 
		{
			for(j=start;j>=1;j--){printf("%d ",track[j].tn);sum+=abs(present-track[j].tn);present=track[j].tn;}
			for(j=start+1;j<=n;j++){printf("%d ",track[j].tn);sum+=abs(present-track[j].tn);present=track[j].tn;}
		} 
	printf("\n\n磁道移动总数sum=%d\n",sum);
	printf("平均寻道总数=%lf\n",sum/(float)n);
	}
}
 
int main()
{
	int n;
	int max,min,current;
	int option;    //用于磁头移动方向选择 
	printf("\t\t最短寻道时间优先\n\n");
	printf("请输入请求进程的个数(1-50):");
	scanf("%d",&n);
	printf("请输入最小磁道号：");
	scanf("%d",&min);
	printf("请输入最大磁道号：");
	scanf("%d",&max);
	printf("请输入当前磁头所在的位置：");
	scanf("%d",¤t);
	printf("\n请选择磁头的移动方向： 1.自低向高； 2.自高向低。\n");
	scanf("%d",&option);
	randomnumber(n,max,min);
	//for(int i=1;i<=N;i++) //检验产生的数是否符合要求 
	//printf("%d %d\n",track[i].tn,track[i].flag);
	printf("\n磁道请求调度先后顺序为：\n");
	for(int j=1;j<=n;j++)
	printf("%d\t",track[j].tn);
	SCAN(n,current,max,min,option);
	return 0;	
}