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一、实验内容


模拟电梯调度算法，实现对磁盘的调度。


二、实验目的


磁盘是一种高速、大量旋转型、可直接存取的存储设备。它作为计算机系统的辅助存储器，负担着繁重的输入输出任务，在多道程序设计系统中，往往同时会有若干个要求访问磁盘的输入输出请示等待处理。系统可采用一种策略，尽可能按最佳次序执行要求访问磁盘的诸输入输出请求，这就叫磁盘调度，使用的算法称磁盘调度算法。磁盘调度能降低为若干个输入输出请求服务所须的总时间，从而提高系统效率。本实验要求学生模拟设计一个磁盘调度程序，观察磁盘调度程序的动态运行过程。


三、实验原理


模拟电梯调度算法，对磁盘调度。

磁盘是要供多个进程共享的存储设备，但一个磁盘每个时刻只能为一个进程服务。

当有进程在访问某个磁盘时，其他想访问该磁盘的进程必须等待，直到磁盘一次工作结束。

当有多个进程提出输入输出请求处于等待状态，可用电梯调度算法从若干个等待访问者中选择一个进程，让它访问磁盘。当存取臂仅需移到一个方向最远的所请求的柱面后,如果没有访问请求了,存取臂就改变方向。

假设磁盘有200个磁道，用随机函数随机生成一个磁道请求序列（不少于15个）放入模拟的磁盘请求队列中，假定当前磁头在100号磁道上，并向磁道号增加的方向上移动。请给出按电梯调度算法进行磁盘调度时满足请求的次序,并计算出它们的平均寻道长度。


四、算法流程图

代码演示：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>

//定义生成的磁道序列数
#define num 20

//初始化随机生成
void init(int* arr) {
	srand((unsigned)time(0));
	//随机生成
	for (int i = 0;i < num;++i) {
		arr[i] = rand() % 200 + 1;
	}
}

//打印
void Print(int* arr) {
	printf("随机生成的%d个磁道序列如下：\n",num);
	for (int i = 0;i < num;++i) {
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("\n");
}

//排序
void sort(int* arr) {
	for (int i = 0;i < num - 1;++i) {
		int flag = 0;
		int j;
		for (j = 0;j < num - 1 - i;++j) {
			if (arr[j] > arr[j + 1]) {
				int temp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = temp;
				flag = 1;
			}
		}
		if (flag == 0)
			break;
	}
}

//运行
void run(int* arr) {
	double sum = 0;
	int i = 0;
	//找到刚好大于100的数组下标
	for (;i < num;++i) {
		if (arr[i] >= 100) {
			break;
		}
	}
	int temp = i;
	//从i~num遍历
	printf("\n运行过程：\n");
	for (int j = i;i < num;++i) {
		printf("%d被访问\n", arr[i]);
	}
	//从i~0遍历
	for (int i = temp-1; i>= 0;--i) {
		printf("%d被访问\n", arr[i]);
	}
	printf("\n");
	
	//计算平均寻道长度
	sum = sum + arr[num-1] - 100;//i~num的总寻道长度
	sum = sum + arr[num-1] - arr[0];//i~num的总寻道长度+i~0的总寻道长度
	printf("平均寻道长度为：%0.2f\n", sum / num);
}

void start() {
	printf("磁头在100号磁道上，并向磁道号增加的方向上移动。\n\n\n");
	int arr[num] = { 0 };
	init(arr);
	Print(arr);
	sort(arr);
	run(arr);
}

int main() {

	start();

	return 0;
}

结果：