linux操作系统+linux环境下磁盘调度算法的进程线程实现+实验报告及代码+期末复习

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。