磁盘移臂调度过程模拟设计-先来先服务法、最短寻道时间.doc

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1、武汉理工大学操作系统课程设计学 号： 课 程 设 计题 目磁盘移臂调度过程模拟设计先来先服务法、最短寻道时间优先算法学 院计算机科学与技术专 业计算机科学与技术班 级计算机姓 名指导教师2011年1月18日课程设计任务书学生姓名： 专业班级： 计 指导教师： 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先来先服务法、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

2、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： 可根据需要输入当前磁头的位置，磁头移动方向； 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： 课程设计目的与功能； 需求分析，数据结构或模块说明(功能与框图)； 源程序的主要部分； 测试用例，运行结果与运行情况分析； 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

3、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 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日磁盘移臂调度过程模拟设计 先来先服务法、最短寻道时间优先算法1 设计目的与功能1.1 设计目的 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。 1.2 实现的功能 能够处理以下的情形： u 可根据需要输入当前磁头的位置，磁头

4、移动方向； u 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）。1.3 实现的环境及语言u 集成环境：Visual Studio 2008u 语言：C#2 需求分析 在学完操作系统之后，了解了有关文件组织形式、存储设备的概念之后，采用一种计算机高级语言实现对模拟磁盘移臂调度算法的实现，从而练习并加深对磁盘调度的理解，并应用一种自己熟悉的高级语言将其实现。3 模块说明本次课程设计为设计模拟磁盘移臂调度过程，要求采用先来先服务法和最短寻道时间优先算法，再设计中我又添加了电梯算法。本程序包括三大模块： 用户输入部分 处理数据并输出结果部分 画图模

5、拟移臂部分 其中在处理数据中又分为采用先来先服务法、最短寻道时间优先算法及电梯算法，电梯算法又分为从左向右和从右向左。4 源程序的主要部分4.1 主要界面4.2 主要方法和事件4.2.1 根据选择的算法计算并输出结果 /按下按钮事件：先来先服务法、最短寻道时间优先法、电梯算法 private void btn_confirm_Click(object sender, EventArgs e) int current = 0; int direction = 0; int cylinder = 0; int visitors = null; int algorithm = 0; try curr

6、ent = int.Parse(tb_current.Text.Trim(); direction = cmb_direction.SelectedIndex; cylinder = int.Parse(tb_cylinder.Text.Trim(); string nums = tb_visitors.Text.Trim().Split( ); visitors = new intnums.Length; access = new intnums.Length; movement = new intnums.Length; for (int i = 0; i cylinder) Messag

7、eBox.Show(磁道数不能大于柱面数！, 出错信息, MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Information); return; algorithm = cmb_algorithm.SelectedIndex; catch MessageBox.Show(输入不能为空，请输入完整！, 出错信息, MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Information); return; if (current cylinder) MessageBox.Show(当前磁头位置不能大于柱面数！, 出错信息, MessageBo

8、xButtons.OK, MessageBoxIcon.Information); return; if (algorithm = 0) /先来先服务法 access = visitors; movement0 = Math.Abs(access0 - current); for (int i = 1; i movement.Length; i+) movementi = Math.Abs(accessi - accessi - 1); else if (algorithm = 1) /最短寻道时间优先法 for (int i = 0; i visitors.Length; i+) int t

9、emp = cylinder; int record = 0; for (int j = 0; j visitors.Length; j+) if (Math.Abs(visitorsj - current) temp) & (visitorsj != -1) temp = Math.Abs(visitorsj - current); record = j; current = visitorsrecord; accessi = visitorsrecord; movementi = temp; visitorsrecord = -1; else /电梯算法 Array.Sort(visito

10、rs); if (direction = 1) /从左到右 int temp = cylinder; int record=0; for (int i = 0; i 0) & (visitorsi - current temp) & (visitorsi != -1) temp = visitorsi - current; record = i; for (int j = record; j -1; j-) /向左访问 accessvisitors.Length - j - 1 = visitorsj; for (int j = 0; j access.Length; j+) /更新移动的磁道

11、数 movementj = Math.Abs(accessj - current); current = accessj; else if (direction = 2) int temp = cylinder; int record=0; for (int i = 0; i 0) & (visitorsi - current -1; j-) /向左访问 accessrecord - 1 - j = visitorsj; for (int j = record; j visitors.Length; j+) /向右访问 accessj = visitorsj; for (int j = 0;

12、j access.Length; j+) /更新移动的磁道数 movementj = Math.Abs(accessj - current); current = accessj; else MessageBox.Show(请选择磁头移动方向！, 出错信息, MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Information); return; /输出结果 string straccess = ; string strmovement = ; int inttotal = 0; for (int i = 0; i access.Length; i+) stracc

13、ess += accessi.ToString(); straccess += ; strmovement += movementi.ToString(); strmovement += ; inttotal += movementi; tb_access.Text = straccess; tb_movement.Text = strmovement; tb_total.Text = inttotal.ToString(); draw(); 4.2.2 画图 /按照选择的算法及输入的数据画出模拟磁盘移臂过程 public void draw() gh.Clear(Color.White);

14、pnl_demo.Controls.Clear(); Pen redPen = new Pen(Color.Red, 1); redPen.CustomEndCap = new AdjustableArrowCap(float)redPen.Width * 3, (float)redPen.Width * 4); Pen greenPen = new Pen(Color.Green, 1); greenPen.CustomEndCap = new AdjustableArrowCap(float)redPen.Width * 3, (float)redPen.Width * 4); Pen b

15、luePen = new Pen(Color.Blue, 1); bluePen.CustomEndCap = new AdjustableArrowCap(float)redPen.Width * 3, (float)redPen.Width * 4); Pen pen = null; /根据算法选择画笔颜色 switch (cmb_algorithm.SelectedIndex) case 0: pen = redPen; break; case 1: pen = greenPen; break; case 2: pen = bluePen; break; default: break;

16、/画出有当前位置到第一个访问点的移臂过程 gh.DrawLine(pen, 2 * int.Parse(tb_current.Text), 15, 2 * access0, 25); /画出移臂过程 for (int i = 1; i access.Length; i+) gh.DrawLine(pen, 2 * accessi - 1, 10 * i + 15, 2 * accessi, 10 * (i + 2) + 5); /画坐标线 gh.DrawLine(new Pen(Color.Black), 0, 15, pnl_demo.Width, 15); /起点坐标 gh.DrawLin

17、e(new Pen(Color.Black), 2 * int.Parse(tb_current.Text), 13, 2 * int.Parse(tb_current.Text), 17); Label lbl0 = new Label(); lbl0.Text = tb_current.Text; lbl0.Location = new Point(2 * int.Parse(tb_current.Text) - 2, 0); lbl0.AutoSize = true; pnl_demo.Controls.Add(lbl0); /终点坐标 gh.DrawLine(new Pen(Color

18、.Black), 2 * accessaccess.Length - 1, 13, 2 * accessaccess.Length - 1, 17); Label lbl1 = new Label(); lbl1.Text = accessaccess.Length - 1.ToString(); lbl1.Location = new Point(2 * accessaccess.Length - 1 - 5, 0); lbl1.AutoSize = true; pnl_demo.Controls.Add(lbl1); /图示 Label lbl = new Label(); lbl.Tex

19、t = 先来先服务法n最短寻道时间优先法n电梯算法; lbl.Location = new Point(671, 161); lbl.AutoSize = true; pnl_demo.Controls.Add(lbl); gh.DrawLine(redPen, 620, 167, 660, 167); gh.DrawLine(greenPen, 620, 180, 660, 180); gh.DrawLine(bluePen, 620, 193, 660, 193); redPen.Dispose(); greenPen.Dispose(); bluePen.Dispose(); 5 测试用

20、例，运行结果与运行情况分析5.1 测试用例正确用例： 算法：先来先服务法当前位置：45 磁头移动方向：无柱面数：100磁道访问序列：12 24 25 64 95 3 99 37 56 91 70 46 29 算法：最短寻道时间优先法当前位置：45 磁头移动方向：无柱面数：100磁道访问序列：12 24 25 64 95 3 99 37 56 91 70 46 29 算法：电梯算法当前位置：45 磁头移动方向：从左向右柱面数：100磁道访问序列：12 24 25 64 95 3 99 37 56 91 70 46 29错误用例： 算法：先来先服务法当前位置：45 磁头移动方向：无柱面数：100磁

21、道访问序列：12 24 25 64 95 3 99 37 56 91 170 46 295.2 运行结果 算法：先来先服务法 算法：最短寻道时间优先法 算法：电梯算法 算法：先来先服务法5.3 运行分析打开程序后，再输入部分输入当前磁头位置、磁道数、磁道访问序列，再输入磁道访问序列时数据间以单空格隔开，选择实现的算法，并选择磁头移动方向，选好后点击确定按钮。或者直接点击输入部分中靠右的列表框中例子，程序会自动添加数据，然后直接点击确定按钮即可。在输出部分会输出根据算法调度的磁道访问序列，磁头移动的磁道数及移动的磁道数，同时在下面面板部分会同步画出模拟的磁盘移臂调度过程。红色代表先来先服务法，绿

22、色代表最短寻道时间优先算法，蓝色代表电梯算法。6 自我评价与总结：6.1 评价总体来说，本次课程设计比较成功，在满足了所有要求的基础上，同时添加了电梯算法，并且将所计算的结果以画图的形式同步输出，直观并且清晰。本程序采用窗体的形式，在完成程序的编写与编译过程后，只需将得到的扩展名为exe的应用程序拿来直接运行即可，方便并且占用空间小。 但是本程序只采用了比较简单的程序来实现功能，并未涉及到创建进程和终止进程等，因此实现的方式比较简单。同时在编写代码的过程中只注重了功能的实现并未太多考虑代码冗余的问题，虽然编完之后程序体积比较小但还可以通过优化代码从而变得更小。6.2 收获 通过此次课程设计，加

23、深理解了磁盘管理方面的知识，并且通过模拟实现对磁盘移臂调度算法，深入理解并掌握了具体调度方法的原理，受益匪浅。6.3 思考与设想由于本程序采用的是C#语言，因此要运行必须得有.NET Framework，若要真正将其作为操作系统的一部分，还有许多需要改进的地方，比如不能用窗体的形式。本次采用窗体的形式知识为了将实现过程直观的表现出来，因此面向的知识课程设计，并没有真正面向操作系统的实现。其次，本程序只能对一次输入的数据进行分析，是静态的。若在访问磁盘的过程中又有新的访问序列，则无法处理，即不支持动态数据。只对这点，可以将程序采用进程的方式，或者再给文本框添加事件，若有新的输入，则继续调用画图添

24、加移臂过程。6.4 对实验的评价与改进意见原以为本次操作系统的课程设计会是让我们设计一个简单的小型操作系统，结果题目出来只是像其他课程设计一样实现一部分功能，说实话有些失落。建议学院以后可在课程设计之前先给同学们做个简短的介绍，然后将题目设计成每个同学设计一个小型的操作系统，进而让同学们可以全面并深入的理解操作系统。本科生课程设计成绩评定表班级：序号评分项目满分实得分1学习态度认真、遵守纪律102设计分析合理性103设计方案正确性、可行性、创造性204设计结果正确性405设计报告的规范性106设计验收10总得分/等级评语：注：最终成绩以五级分制记。优（90-100分）、良（80-89分）、中（70-79分）、及格（60-69分）、60分以下为不及格指导教师签名：201 年月日.忽略此处.16