磁盘调度算法javafx

磁盘调度算法是操作系统中的重要组成部分，它负责决定磁盘上的数据访问顺序，以提高磁盘的访问效率。常见的磁盘调度算法包括先来先服务（FCFS）、最短寻道时间优先（SSTF）、扫描算法（SCAN）等。在JavaFX中，我们可以通过图形化界面来实现磁盘调度算法的可视化演示。

首先，我们可以利用JavaFX提供的Canvas类来创建一个模拟磁盘的可视化界面，用于展示磁盘上的数据分布以及磁头的移动情况。然后，通过JavaFX的事件响应机制，可以实现用户输入磁盘访问请求的功能，比如输入某个磁道的请求，然后演示磁头移动的过程。

接着，我们可以编写相应的Java代码来实现各种磁盘调度算法的逻辑。比如实现FCFS算法时，可以按照请求的先后顺序来访问磁道；而实现SSTF算法时，则需要动态地选择距离磁头最近的磁道进行访问；而SCAN算法则需要模拟磁头来回扫描磁道的移动过程。

最后，将磁盘模拟界面和各种调度算法的逻辑结合起来，通过JavaFX的界面刷新机制，实时展示磁头的移动轨迹和磁盘的访问顺序。这样用户就可以直观地了解不同调度算法对磁盘访问效率的影响，从而更好地理解操作系统中的磁盘调度原理。这样的可视化演示不仅可以帮助学生更好地学习磁盘调度算法，也为开发人员提供了一个直观的工具来优化磁盘访问性能。

相关问题

Java实现进程调度算法，有界面

Java实现进程调度算法的界面可以使用Swing或JavaFX框架来实现。具体实现步骤如下：

1. 设计界面布局，包括进程信息的显示区域、调度算法选择区域、操作按钮区域等。

2. 使用Java中的线程类来模拟进程的执行，可以使用Runnable接口或Thread类来实现。

3. 实现进程调度算法，常见的算法有先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、时间片轮转（RR）等。根据用户选择的算法，对进程进行排序或调度。

4. 将调度结果显示在界面中，包括进程执行顺序、等待时间、周转时间等指标。

5. 添加操作按钮，包括开始调度、暂停、继续、重置等按钮，方便用户控制调度过程。

6. 最后，可以添加一些额外功能，如数据保存、导入、导出等，方便用户进行数据管理。

需要注意的是，Java实现进程调度算法并不是一个简单的任务，需要具备一定的编程基础和算法知识，所以建议在学习相关知识后再进行实现。

java实现磁盘调度算法的模拟实现及对比，要求：1、首先假设磁盘磁道数为 1500，磁头初始位置可任意设置。 2、用随机数生成函数产生“磁道号”序列（即磁盘请求的位置），共产生 400 个。其中 50%位 于 0～499，25%分布在 500～999，25%分布在 1000～1499。具体的产生方法可参考“题目一 页面 置换算法的模拟实现及命中率对比”。 3、计算及比较每种磁盘调度算法下的磁头移动道数。。本题目要求给出图形可视化界面，并且能够动态模拟每个算法的调度过程，可采用从上一 个请求到下一个请求进行连线的方式。

这是一个相对复杂的任务，需要涉及到磁盘调度算法、随机数生成、图形可视化等多方面知识。以下是一种可能的实现思路：

1. 磁盘调度算法的实现

本题要求比较多种磁盘调度算法的磁头移动道数，因此需要实现多种算法。以下列举几种常用的算法：

- 先来先服务算法（FCFS）：按照请求的顺序依次处理，不考虑磁头的移动方向。
- 最短寻道时间优先算法（SSTF）：选择距离当前磁头位置最近的请求进行处理，直到所有请求都被处理完毕。
- 扫描算法（SCAN）：磁头按照一个方向依次移动，直到到达磁盘的边界，然后改变方向继续移动，直到处理完所有请求。
- 循环扫描算法（C-SCAN）：类似于 SCAN 算法，但是在到达磁盘边界时会直接返回到另一端的起点处，继续处理请求。
- 电梯算法（LOOK）：类似于 SCAN 算法，但是在到达磁盘边界时不会直接返回，而是改变方向继续移动，直到处理完所有请求。

这些算法的实现可以参考相关的算法描述，但需要注意的是，对于 SCAN、C-SCAN 和 LOOK 算法，需要先将请求按照磁道号排序，以便更好地模拟磁头的移动。

2. 随机数生成函数的实现

本题要求使用随机数生成函数产生“磁道号”序列，可以使用 Java 中的 Random 类来实现。具体的代码如下：

Random random = new Random();
int[] requests = new int[400];
for (int i = 0; i < 400; i++) {
    int r = random.nextInt(100);
    if (r < 50) {
        requests[i] = random.nextInt(500);
    } else if (r < 75) {
        requests[i] = 500 + random.nextInt(500);
    } else {
        requests[i] = 1000 + random.nextInt(500);
    }
}

这段代码首先创建了一个 Random 对象，然后生成了一个长度为 400 的请求序列 requests。对于每个请求，使用 nextInt() 方法生成一个 0 到 99 之间的随机整数 r，根据 r 的值将请求分配到不同的磁道范围中。其中，50% 的请求分布在 0 到 499 之间，25% 分布在 500 到 999 之间，25% 分布在 1000 到 1499 之间。

3. 图形可视化界面的实现

本题要求给出图形可视化界面，并且能够动态模拟每个算法的调度过程，可采用从上一个请求到下一个请求进行连线的方式。可以使用 JavaFX 来实现图形界面。以下是一种可能的实现思路：

- 创建一个 Canvas 对象，用于绘制磁盘和请求的位置。
- 创建一个 Pane 对象，用于显示 Canvas 和按钮等控件。
- 在 Pane 上添加多个按钮，分别对应不同的磁盘调度算法。
- 当用户点击某个按钮时，根据所选择的算法计算磁头移动道数，并将请求序列按照处理顺序绘制在 Canvas 上。
- 在绘制请求时，可以先将所有请求按照磁道号排序，然后依次绘制，使用线段连接相邻的请求，以模拟磁头的移动。

具体的代码实现需要考虑较多细节，包括界面布局、事件处理、图形绘制等方面。以下是一个简单的示例代码，仅供参考：

import javafx.application.Application;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.canvas.Canvas;
import javafx.scene.canvas.GraphicsContext;
import javafx.scene.control.Button;
import javafx.scene.layout.BorderPane;
import javafx.scene.layout.Pane;
import javafx.scene.paint.Color;
import javafx.stage.Stage;

import java.util.Arrays;

public class DiskSchedulingSimulation extends Application {

    private static final int DISK_SIZE = 1500;
    private static final int REQUEST_COUNT = 400;

    private int[] requests = new int[REQUEST_COUNT];
    private int headPosition = DISK_SIZE / 2;

    private Canvas canvas;
    private GraphicsContext gc;

    @Override
    public void start(Stage primaryStage) {
        // 生成请求序列
        generateRequests();

        // 创建界面元素
        canvas = new Canvas(800, 600);
        gc = canvas.getGraphicsContext2D();
        Pane pane = new Pane(canvas);
        Button fcfsButton = new Button("FCFS");
        fcfsButton.setOnAction(event -> runAlgorithm("FCFS"));
        Button sstfButton = new Button("SSTF");
        sstfButton.setOnAction(event -> runAlgorithm("SSTF"));
        Button scanButton = new Button("SCAN");
        scanButton.setOnAction(event -> runAlgorithm("SCAN"));
        Button cscanButton = new Button("C-SCAN");
        cscanButton.setOnAction(event -> runAlgorithm("C-SCAN"));
        Button lookButton = new Button("LOOK");
        lookButton.setOnAction(event -> runAlgorithm("LOOK"));
        BorderPane root = new BorderPane(pane, null, null, Arrays.asList(fcfsButton, sstfButton, scanButton, cscanButton, lookButton));

        // 显示界面
        Scene scene = new Scene(root);
        primaryStage.setScene(scene);
        primaryStage.setTitle("Disk Scheduling Simulation");
        primaryStage.show();
    }

    private void generateRequests() {
        for (int i = 0; i < REQUEST_COUNT; i++) {
            int r = (int) (Math.random() * 100);
            if (r < 50) {
                requests[i] = (int) (Math.random() * 500);
            } else if (r < 75) {
                requests[i] = 500 + (int) (Math.random() * 500);
            } else {
                requests[i] = 1000 + (int) (Math.random() * 500);
            }
        }
        Arrays.sort(requests);
    }

    private void runAlgorithm(String algorithmName) {
        int[] result = null;
        switch (algorithmName) {
            case "FCFS":
                result = fcfs();
                break;
            case "SSTF":
                result = sstf();
                break;
            case "SCAN":
                result = scan();
                break;
            case "C-SCAN":
                result = cscan();
                break;
            case "LOOK":
                result = look();
                break;
        }
        if (result != null) {
            drawRequests(result);
        }
    }

    private int[] fcfs() {
        int[] result = new int[REQUEST_COUNT];
        for (int i = 0; i < REQUEST_COUNT; i++) {
            result[i] = requests[i];
        }
        return result;
    }

    private int[] sstf() {
        int[] result = new int[REQUEST_COUNT];
        boolean[] visited = new boolean[REQUEST_COUNT];
        for (int i = 0; i < REQUEST_COUNT; i++) {
            int minDist = Integer.MAX_VALUE;
            int minIndex = -1;
            for (int j = 0; j < REQUEST_COUNT; j++) {
                if (!visited[j]) {
                    int dist = Math.abs(requests[j] - headPosition);
                    if (dist < minDist) {
                        minDist = dist;
                        minIndex = j;
                    }
                }
            }
            result[i] = requests[minIndex];
            visited[minIndex] = true;
            headPosition = requests[minIndex];
        }
        return result;
    }

    private int[] scan() {
        int[] result = new int[REQUEST_COUNT];
        int[] tmpRequests = Arrays.copyOf(requests, REQUEST_COUNT);
        Arrays.sort(tmpRequests);
        int index = Arrays.binarySearch(tmpRequests, headPosition);
        if (index < 0) {
            index = -index - 1;
        }
        int[] leftRequests = Arrays.copyOfRange(tmpRequests, 0, index);
        int[] rightRequests = Arrays.copyOfRange(tmpRequests, index, REQUEST_COUNT);
        int leftIndex = leftRequests.length - 1;
        int rightIndex = 0;
        int i = 0;
        while (leftIndex >= 0 || rightIndex < rightRequests.length) {
            if (leftIndex >= 0 && (rightIndex >= rightRequests.length || headPosition - leftRequests[leftIndex] < rightRequests[rightIndex] - headPosition)) {
                result[i++] = leftRequests[leftIndex--];
            } else {
                result[i++] = rightRequests[rightIndex++];
            }
            headPosition = result[i - 1];
        }
        return result;
    }

    private int[] cscan() {
        int[] result = new int[REQUEST_COUNT];
        int[] tmpRequests = Arrays.copyOf(requests, REQUEST_COUNT);
        Arrays.sort(tmpRequests);
        int index = Arrays.binarySearch(tmpRequests, headPosition);
        if (index < 0) {
            index = -index - 1;
        }
        int[] leftRequests = Arrays.copyOfRange(tmpRequests, 0, index);
        int[] rightRequests = Arrays.copyOfRange(tmpRequests, index, REQUEST_COUNT);
        int leftIndex = leftRequests.length - 1;
        int rightIndex = 0;
        int i = 0;
        while (leftIndex >= 0 || rightIndex < rightRequests.length) {
            if (leftIndex >= 0 && (rightIndex >= rightRequests.length || headPosition - leftRequests[leftIndex] < rightRequests[rightIndex] - headPosition)) {
                result[i++] = leftRequests[leftIndex--];
            } else {
                result[i++] = rightRequests[rightIndex++];
            }
            headPosition = result[i - 1];
        }
        if (result[REQUEST_COUNT - 1] != DISK_SIZE - 1) {
            result[i++] = DISK_SIZE - 1;
        }
        for (int j = 0; j < leftRequests.length; j++) {
            result[i++] = leftRequests[j];
        }
        for (int j = 0; j < rightRequests.length; j++) {
            result[i++] = rightRequests[j];
        }
        return result;
    }

    private int[] look() {
        int[] result = new int[REQUEST_COUNT];
        int[] tmpRequests = Arrays.copyOf(requests, REQUEST_COUNT);
        Arrays.sort(tmpRequests);
        int index = Arrays.binarySearch(tmpRequests, headPosition);
        if (index < 0) {
            index = -index - 1;
        }
        int[] leftRequests = Arrays.copyOfRange(tmpRequests, 0, index);
        int[] rightRequests = Arrays.copyOfRange(tmpRequests, index, REQUEST_COUNT);
        int leftIndex = leftRequests.length - 1;
        int rightIndex = 0;
        int i = 0;
        while (leftIndex >= 0 || rightIndex < rightRequests.length) {
            if (leftIndex >= 0 && (rightIndex >= rightRequests.length || headPosition - leftRequests[leftIndex] < rightRequests[rightIndex] - headPosition)) {
                result[i++] = leftRequests[leftIndex--];
            } else {
                result[i++] = rightRequests[rightIndex++];
            }
            headPosition = result[i - 1];
        }
        return result;
    }

    private void drawRequests(int[] result) {
        gc.clearRect(0, 0, canvas.getWidth(), canvas.getHeight());
        gc.setFill(Color.LIGHTGRAY);
        gc.fillRect(0, 0, canvas.getWidth(), canvas.getHeight());
        gc.setStroke(Color.BLACK);
        gc.strokeRect(100, 100, 600, 400);
        gc.setFill(Color.BLUE);
        for (int i = 0; i < REQUEST_COUNT; i++) {
            double x = 100 + 600.0 * requests[i] / DISK_SIZE;
            double y = 500 - 400.0 * i / REQUEST_COUNT;
            gc.fillOval(x - 3, y - 3, 6, 6);
        }
        gc.setStroke(Color.RED);
        gc.setLineWidth(2);
        double lastX = 100 + 600.0 * headPosition / DISK_SIZE;
        double lastY = 500;
        for (int i = 0; i < REQUEST_COUNT; i++) {
            double x = 100 + 600.0 * result[i] / DISK_SIZE;
            double y = 500 - 400.0 * i / REQUEST_COUNT;
            gc.strokeLine(lastX, lastY, x, y);
            lastX = x;
            lastY = y;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        launch(args);
    }

}

这段代码定义了一个 DiskSchedulingSimulation 类，继承自 Application 类，并重写了 start() 方法。在 start() 方法中，首先生成请求序列，然后创建界面元素，包括 Canvas 对象、Pane 对象和多个按钮。每个按钮对应一个磁盘调度算法，点击按钮时会计算磁头移动道数并绘制请求序列。具体的算法实现在 fcfs()、sstf()、scan()、cscan() 和 look() 方法中，其中 scan()、cscan() 和 look() 方法使用了类似的代码实现，只是在最后绘制请求时略有不同。最后，drawRequests() 方法用于绘制请求序列和磁头移动的连线。

注意：由于界面的绘制操作需要在 JavaFX 的 UI 线程中执行，因此不能在算法实现中直接调用 drawRequests() 方法，而需要使用 Platform.runLater() 方法将绘制操作放到 UI 线程中执行。具体的代码实现可以参考上述示例代码。