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《操作系统》实验报告

实验题目 磁盘调度算法 学生姓名 lee 学 号

专业班级

指导教师 院系名称 计算机与信息学院

2017 年 10 月 30 日

实验11 扫描FAT12文件系统管理的软盘

1. 实验目的与要求

??通过学习EOS实现磁盘调度算法的机制，掌握磁盘调度算法执行的条件和时机。 ??观察EOS实现的FCFS、SSTF和SCAN磁盘调度算法，了解常用的磁盘调度算法。 ??编写CSCAN和N-Step-SCAN磁盘调度算法，加深对各种扫描算法的理解。

2. 实验原理

阅读本书第7章的第7.5节，并结合io/block.c文件中的IopReceiveRequest函数（第67行）、

IopProcessNextRequest函数（第181行）、IopDiskSchedule函数（第378行）和

IopReadWriteSector函数（第263行）的源代码，理解EOS是如何实现磁盘调度算法的。 阅读ke/sysproc.c文件中第580行的ConsoleCmdDiskSchedule函数及其调用的其它函数（包括第536行的NewThreadAccessCylinder函数和第499行的AccessCylinderThread函数），学习EOS是如何测试磁盘调度算法的，并体会这种测试方法的优缺点。

3. 实验内容

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3.1 准备实验

按照下面的步骤准备实验： 1. 启动OS Lab。

2. 新建一个EOS Kernel项目。

3.2 验证先来先服务（FCFS）磁盘调度算法 按照下面的步骤进行验证：

1. 在“项目管理器”窗口中双击ke文件夹中的sysproc.c文件，打开此文件。

2. 在sysproc.c文件的第580行找到控制台命令“ds”对应的函数ConsoleCmdDiskSchedule。“ds”命令专门用来测试磁盘调度算法。阅读该函数中的源代码，目前该函数使磁头初始停留在磁道10，其它被阻塞的线程依次访问磁道8、21、9、78、0、41、10、67、12、10。 3. 打开io/block.c文件，在第378行找到磁盘调度算法函数IopDiskSchedule。阅读该函数中的源代码，目前此函数实现了FCFS磁盘调度算法，其流程图可以参见图18-1。 4. 按F7生成项目，然后按F5启动调试。

5. 待EOS启动完毕，在EOS控制台中输入命令“ds”后按回车。

在EOS控制台中会首先显示磁头的起始位置是10磁道，然后按照线程被阻塞的顺序依次显示线程的信息（包括线程ID和访问的磁道号）。磁盘调度算法执行的过程中，在OS Lab的“输出”窗口中也会首先显示磁头的起始位置，然后按照线程被唤醒的顺序依次显示线程信息（包括线程ID、访问的磁道号、磁头移动的距离和方向），并在磁盘调度结束后显示此次调度的统计信息（包括总寻道数、寻道次数和平均寻道数）。对比EOS控制台和“输出”窗口中的内容，可以发现FCFS算法是根据线程访问磁盘的先后顺序进行调度的。图18-2显示了本次调度

执行时磁头移动的轨迹。

可以在控制台中多次输入“ds”命令，查看磁盘调度算法执行的情况。将“输出”窗口中的内容复制到一个文本文件中，然后结束此次调试。 EOS 操作系统实验教程 北京海西慧学科技有限公司

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IopDiskSchedule函数开始选择请求队列中的第一个请求返回选中的请求的指针注意，链表头指向的下一个请求是请求队列中的第一个请求。

图1：实现了FCFS算法的IopDiskSchedule函数流程图

图2：FCFS算法磁头移动的轨迹（总寻道数360 寻道次数 10 平均寻道数 36） 3.3 验证最短寻道时间优先（SSTF）磁盘调度算法

使用OS Lab打开本实验文件夹中的sstf.c文件（将sstf.c文件拖动到OS Lab窗口中释放即可）。该文件提供的IopDiskSchedule函数实现了SSTF磁盘调度算法。在阅读此函数的源代码的时，可以参考图18-3所示的流程图，并且应该特别注意下面几点：

??变量Offset是有符号的长整型，用来表示磁头的偏移（包括距离和方向）。Offset大于0时表示磁头向内移动（磁道号增加）；小于0时表示磁头向外移动（磁道号减少）；等于0时表示磁头没有移动。而名称以?Distance?结尾的变量都是无符号长整型，只表示磁头移动的距离（无方向）。所以在比较磁头的偏移和距离时，或者在将偏移赋值给距离时，都要取偏移的绝对值（调用C库函数abs）。本实验在实现其它磁盘调度算法时也同样遵守此约定。 ??在开始遍历之前，将最小距离（ShortestDistance）初始化为最大的无符号长整型数，这样，第一次计算的距离一定会小于最小距离，从而可以使用第一次计算的距离来再次初始化最小距离。本实验在实现其它磁盘调度算法时也同样使用了此技巧。

按照下面的步骤进行验证：

1. 使用sstf.c文件中IopDiskSchedule函数的函数体，替换block.c文件中IopDiskSchedule函数的函数体。

2. 按F7生成项目，然后按F5启动调试。

3. 待EOS启动完毕，在EOS控制台中输入命令?ds?后按回车。