Linux操作系统是基于Unix的一种开源操作系统，它以其稳定性和灵活性被广泛应用于服务器领域。在Linux环境中，磁盘调度算法是操作系统内核的重要组成部分，用于优化I/O操作，提高系统效率。本实验报告关注的是两种常见的磁盘调度算法：先来先服务(FCFS)和最短寻道时间优先(SSTF)，并探讨如何在Linux环境下通过编程实现这些算法。
**先来先服务(FCFS)**算法是最简单的磁盘调度策略。在FCFS中，请求按照它们到达磁盘控制器的顺序被处理。这种算法易于实现，但可能会导致较长的平均寻道时间，特别是当请求顺序不理想时，可能导致“饥饿”现象，即某些请求需要等待很长时间才能得到服务。
在提供的代码中，FCFS算法的实现包括以下步骤：
1. 用户输入请求的数量和当前磁头位置。
2. 读取所有请求的位置。
3. 计算每个请求的寻道距离（当前磁头位置与请求位置的绝对差值）。
4. 求总寻道时间和平均寻道长度。
5. 输出寻道序列和相关统计数据。
**最短寻道时间优先(SSTF)**算法是一种贪心策略，每次选择离当前磁头位置最近的请求进行服务，以期望减少总的寻道时间。然而，SSTF算法可能导致磁头频繁地来回移动，形成“磁臂粘着”现象，即磁头在一个区域附近来回移动，无法服务远处的请求。
SSTF算法的实现则需要额外的逻辑来找到当前最接近磁头的请求，如`find_closest_request`函数所示。这个函数遍历请求队列，找到未访问且与磁头位置差异最小的请求，并返回其索引。
实验的目的不仅在于理解这两种算法的原理，还在于掌握如何在Linux环境下使用进程或线程实现这些算法。进程和线程是操作系统中的基本概念，线程在同一进程内的并发执行可以提高程序的效率。在实现磁盘调度算法时，使用线程可以让多个请求同时进行处理，从而模拟多任务环境。
此外，实验还要求实现另外两种磁盘调度算法：SCAN和CSCAN。SCAN算法是磁头单向扫描，从一端移动到另一端，服务沿途的所有请求，然后反方向移动。CSCAN算法则避免了磁头返回原点，而是形成一个环形队列，始终朝一个方向移动。
通过对比不同调度算法，可以分析它们在执行效率、公平性和响应时间等方面的性能差异。实验结果可以帮助我们理解哪种算法更适合特定的应用场景，例如，FCFS适合低负载环境，而SSTF和SCAN/CSCAN可能更适合高并发环境，以减少平均寻道时间和提高I/O性能。
总结来说，这个实验涵盖了操作系统中的核心概念——磁盘调度，以及如何在Linux环境下用C语言实现这些算法。通过实际编程和分析，学生能够深入理解这些算法的优缺点，并为期末复习打下坚实基础。
2025-06-15 10:19:40
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设计程序模拟先来先服务FCFS、最短寻道时间优先SSTF、扫描算法（SCAN）和循环扫描算法（CSCAN）的工作过程。
2024-05-30 09:05:33
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课程设计是在有限的时间内实现模拟操作系统的部分功能，为使课程设计能够有效实施，并取得一定效果，把设计的重点放在操作系统核心内容的模拟上。基本要求如下：
1. 详细描述整个系统设计的总体框架和设计思想，并给出系统的主要模块以及模块间关系。
2. 详细描述整个系统所使用的全局数据结构，包括结构名称、作用和各个字段的含义。
3. 给出所有模块的详细的设计说明，并画出流程图。
4. 源代码格式规范，并给出注释，以标明函数和数据结构的功能。
5. 系统完成后，提交完整的程序代码、课程设计报告及相关文档，并适当说明设计中遇到的问题及心得体会。
6. 课程设计使用的开发工具不限，但程序必须是WINDOWS图形界面。
2023-05-23 20:18:41
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1． 本实验是模拟操作系统的磁盘寻道方式，运用磁盘访问顺序的不同来设计磁盘的调度算法。
2． 实现的磁盘调度算法有 FCFS，SSTF，SCAN，CSCAN 和 NStepSCAN 算法。
3． 设定开始磁道号寻道范围，依据起始扫描磁道号和最大磁道号数，随机产生要进行寻道的磁道号序列。
4． 选择磁盘调度算法，显示该算法的磁道访问顺序，计算出移动的磁道总数和平均寻道总数。
5． 按算法的寻道效率进行排序，并对各算法的性能进行分析比较。
详细介绍参考：https://blog.csdn.net/newlw/article/details/129544799
2023-04-12 22:00:31
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1、参考操作系统有关设备分配的分配策略，模拟给出设备请求到分配的过程，对于外部存储器设备，分配后要模拟出它的的I/O过程，调用磁盘调度算法。
2、设备分配的过程中，要给设备分配设备控制器，通道都要有。
3、系统的设备最少要有3种，控制器每台设备最少对应1个和通道系统最少有3个。
3、磁盘调度算法要用先来先服务，电梯调度和循环扫描算法（算法可以选择）
4、设备管理要有设备控制表，设备分配表，通道控制表，控制器控制表等。
设计要求：
要求在屏幕上输出各设备的分配过程及信息，如果用到磁盘调度算法时，输出磁盘调度算法的调度顺序及平均寻道长度等，I/O时的寻道内容（磁道号）可手工给出。
2023-03-08 22:13:48
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