操作系统实验（八）：文件管理

【实验目的】
掌握文件的存取方法；掌握文件的逻辑结构和物理结构；掌握存储空间的分配和回收；掌握磁盘管理与调度。
【实验内容】
用程序模拟磁盘的调度过程，并计算各磁盘调度算法包括先来先服务算法、最短寻道时间优先算法、扫描算法和循环扫描算法的平均寻道长度。
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。实现的磁盘调度算法有FCFS，SSTF，SCAN，CSCAN和 NStepSCAN算法。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。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。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。
【实验步骤】
数据结构
void FCFS(int b[],int n,int init)//先来先服务
void SSTF(int b[],int n,int k)//最短寻道时间优先
void SCAN1(int b[],int n,int k)//扫描算法(SCAN)，移动臂由里向外
void SCAN2(int b[],int n,int k)//扫描算法(SCAN)，移动臂由外向里
void C_SCAN(int b[],int n,int k)//循环扫描算法(C-SCAN)

实验代码

#include <stdio.h>
#include<math.h>
void FCFS(int b[],int n,int init)  
{
 int i = 0;
 int s = 0;
 int sum = 0;
 int a[20];
 for(i = 0; i < n; i++)
   a[i] = b[i];
 s = init;
 sum = 0;
 for(i = 0; i < n; i++)
 {
   printf("第%d次访问的磁道:%d\n",i+1,a[i]);
   sum += abs(s - a[i]);
  s = a[i];
 }
 printf("平均寻道长度:%f\n",sum * 1.0 / n);
}
void SSTF(int b[],int n,int k) 
{
 int i = 0;
 int j = 0;
 int s = 0;
 int sum = 0;
 int p = 0;
 int a[20];
 for(i = 0; i < n; i++)
   a[i] = b[i];
 for(i = n - 1; i >= 0; i--)
 {
  s = a[0];
  p = 0;
  for(j = 0; j <= i; j++)
    if(abs(a[j] - k) < abs(s - k))
    {
       s = a[j];
       p = j;
    }
  a[p] = a[i];
  printf("第%d次访问的磁道:%d\n",n - i,s);
  sum += abs(s - k);
  k=s;
 }
 printf("平均寻道长度:%f\n",sum * 1.0 / n);
}

void SCAN1(int b[],int n,int k)  
{
 int i,j,s,sum = 0,p,biaoji;
 int a[20];
 for(i = 0; i < n; i++)
   a[i] = b[i];
 for(i = n - 1; i >= 0; i--)
 {
  biaoji = 0;
  for(j = 0; j <= i; j++)
    if(a[j] - k < 0)
    {
      biaoji = 1;
      p = j;
      break;
    }
  if(biaoji == 1)
  {
      s = a[p];
      for(j = 0; j <= i; j++)
        if(a[j] < k && k - a[j] < k - s)
        {
           s = a[j];
           p = j;
        }
      a[p] = a[i];
      printf("第%d次访问的磁道:%d\n",n - i,s);
      sum += k - s;
      k = s;
  }
  else
  {
   s = a[0];
   for(j = 0; j <= i; j++)
     if(a[j] - k <= s - k)
     {
       s = a[j];
       p = j;
     }
   a[p] = a[i];
   printf("第%d次访问的磁道:%d\n",n - i,s);
      sum += abs(k - s);
      k = s;
  }
 }
 printf("平均寻道长度:%f\n",sum * 1.0 / n);
}

void SCAN2(int b[],int n,int k)  
{
 int i,j,s,sum = 0,p,biaoji;
 int a[20];
 for(i = 0; i < n; i++)
   a[i] = b[i];
 for(i = n - 1; i >= 0; i--)
 {
  biaoji = 0;
  for(j = 0; j <= i; j++)
    if(a[j] - k > 0)
    {
      biaoji = 1;
      p = j;
      break;
    }
  if(biaoji == 1)
  {
      s = a[p];
      for(j = 0; j <= i; j++)
        if(a[j] > k && a[j] - k < s - k)
        {
           s = a[j];
           p = j;
        }
      a[p] = a[i];
      printf("第%d次访问的磁道:%d\n",n - i,s);
      sum += s - k;
      k = s;
  }
  else
  {
   s = a[0];
   for(j = 0; j <= i; j++)
     if(k - a[j] <= k - s)
     {
       s = a[j];
       p = j;
     }
   a[p] = a[i];
   printf("第%d次访问的磁道:%d\n",n - i,s);
   printf("\n"); 
      sum += abs(k - s);
      k = s;
  }
 }
 printf("平均寻道长度:%f\n",sum * 1.0 / n);
}

void C_SCAN(int b[],int n,int k)  
{
 int i,j,s,sum = 0,p,biaoji;
 int a[20];
 for(i = 0; i < n; i++)
   a[i] = b[i];
 for(i = n - 1; i >= 0; i--)
 {
  biaoji = 0;
  for(j = 0; j <= i; j++)
    if(a[j] - k > 0)
    {
      biaoji = 1;
      p = j;
      break;
    }
  if(biaoji == 1)
  {
      s = a[p];
      for(j = 0; j <= i; j++)
        if(a[j] > k && a[j] - k < s - k)
     {
           s = a[j];
           p = j;
        }
      a[p] = a[i];
      printf("第%d次访问的磁道:%d\n",n - i,s);
      sum += s - k;
      k = s;
  }
     if(biaoji == 0) 
   break;
 }
 s = a[0];
 for(j = 0; j <= i; j++)
    if(a[j] <= s)
    {
    s = a[j];
       p = j;
    }
 a[p] = a[i];
 printf("第%d次访问的磁道:%d\n",n - i,s);
 sum += k - s;
 k = s;
 i--;
 for(; i >= 0; i--)
 {
  s = a[0];
  for(j = 0;j <=i ; j++)
   if(a[j] - k < s - k)
    {
     s = a[j];
     p = j;
    }
  a[p]=a[i];
  printf("第%d次访问的磁道:%d\n",n - i,s);
  sum += s - k;
  k = s;
 }
 printf("平均寻道长度:%f\n",sum * 1.0 / n);
}

int main()
{
 int a[20];
 int i,n,k,k1,init;
 printf("请输入需要访问的磁道总数：");
 scanf("%d",&n);
 for(i = 0; i < n; i++)
 {
  printf("需要访问的磁道编号%d:",i + 1);
  scanf("%d",&a[i]);
 }
 printf("请输入指针所在磁道编号:");
 scanf("%d",&init);
 k = 1;
 while(k)
 {
  printf("**    1.先来先服务(FCFS)        **\n");
  printf("**    2.最短寻道时间优先(SSTF)  **\n");
  printf("**    3.扫描算法(SCAN)          **\n");
  printf("**    4.循环扫描算法(C-SCAN)    **\n");
  printf("**    0.退出                    **\n");
  printf("***************宋潘婷*******************\n\n");
  printf("请在下面输入您的选择:");
  scanf("%d",&k);
  switch(k)
  {
   case 1:
    FCFS(a,n,init);
    break;
   case 2:
    SSTF(a,n,init);
    break;
   case 3:
    k1=1;
   while(k1)
     {
       printf("************20201219 *************\n");
       printf("**    1.移动臂由里向外          **\n");
       printf("**    2.移动臂由外向里          **\n");
       printf("**    0.返回上一层              **\n");
       printf("**********************************\n\n");
       printf("请在下面输入您的选择:");
       scanf("%d",&k1);
       switch(k1)
    {
         case 1:
      SCAN1(a,n,init);
      break;
         case 2:
      SCAN2(a,n,init);
      break;
       }
     }
     break;
   case 4:
    C_SCAN(a,n,init);
    break;
  }
 }
}