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实验8磁盘调度算法分析
实验8 磁盘调度算法
实验性质:验证+设计
建议学时:2学时
一、 实验目的
??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。
二、 预备知识
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。
三、 实验内容
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。
图18-1:实现了FCFS算法的IopDiskSchedule函数流程图
图18-2: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
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