c语言已知磁盘请求队列,采用不同的磁盘调度算法

磁盘调度算法是用来确定磁盘访问顺序的一种方法。在C语言中，我们可以通过实现不同的磁盘调度算法来优化磁盘访问效率。

常见的磁盘调度算法有先来先服务（FCFS）、最短寻道时间优先（SSTF）、扫描（SCAN）和循环扫描（C-SCAN）等。下面以这四种算法为例进行解释。

先来先服务算法（FCFS）是按照请求的先后顺序进行访问。即将先发出请求的任务先执行，这种算法简单直接，但有可能导致请求时间较长的任务等待时间较长。

最短寻道时间优先算法（SSTF）是根据磁头当前位置选择距离最近的请求进行访问，可以减少平均寻道时间。

扫描算法（SCAN）是磁头从一端开始，沿一个方向依次进行磁道访问，直到到达另一端，然后再反向扫描。这种算法可以减少平均等待时间。

循环扫描算法（C-SCAN）类似于扫描算法，但是当磁头到达磁盘的一端时，不再返回到另一端，而是直接返回到起点重新开始扫描。这样可以避免某些任务等待时间过长。

我们可以在C语言中使用数组或链表等数据结构来模拟磁盘请求队列，然后根据不同的磁盘调度算法编写相应的函数来实现调度逻辑。具体来说，根据磁头的当前位置、磁盘请求队列及算法要求，我们可以计算出下一个要访问的磁道，并将其作为返回值传递给调用者，从而实现磁盘调度。当磁盘队列为空时，可以返回一个特定的标记值，表示当前没有需要访问的磁道。

相关问题

c语言编程实现，已知磁盘请求队列，采用不同的磁盘调度算法（sstf、look、c-look）求出磁头移动轨迹。

### 回答1：
这是一个关于C语言编程实现磁盘调度算法的问题。已知磁盘请求队列，需要采用不同的磁盘调度算法（sstf、look、c-look）来求出磁头移动轨迹。具体实现过程需要根据不同的算法进行编程，以达到最优的磁盘访问效率。

### 回答2：
磁盘请求队列是指计算机中存储的磁盘读写请求的顺序队列，根据磁盘请求队列，编写不同的磁盘调度算法，可以实现有效地减少寻道时间，提高磁盘访问效率。本文将分别介绍sstf、look、c-look三种磁盘调度算法的实现过程和磁头移动轨迹的求解方法。

1. SSTF算法

SSTF全称是“Shortest Seek Time First”，即寻道时间最短优先。该算法每次选取磁头离当前位置最近的磁道来进行调度。实现过程如下：

(1) 读取磁盘请求队列中的第一个请求。
(2) 遍历磁盘请求队列，计算请求与当前磁头所在位置的距离并选择最近的磁道。
(3) 将选中的磁道作为下一个请求并将其从队列中删除。
(4) 重复执行步骤2和3，直到队列为空。

2. LOOK算法

LOOK算法是磁盘调度算法的一种，它是SSTF算法的一种改进版。LOOK算法考虑了磁盘请求队列的方向，避免了队列中一侧请求过多而另一侧请求无法执行的情况。实现过程如下：

(1) 读取磁盘请求队列中的第一个请求。
(2) 遍历磁盘请求队列，查找磁头移动的方向。
(3) 如果磁头的移动方向是向外(即朝磁道编号增大的方向)，计算距离当前位置最小的请求。
(4) 如果磁头的移动方向是向内(即朝磁道编号减小的方向)，计算距离当前位置最大的请求。
(5) 将选中的磁道作为下一个请求并将其从队列中删除。
(6) 重复执行步骤2至5，直到队列为空。

3. C-LOOK算法

C-LOOK算法也是LOOK算法的一种改进。它不是在磁盘最小和最大磁头位置之间反复扫描，而是只扫描与最后服务请求相邻且还有未服务请求的磁盘请求队列段。实现过程如下：

(1) 读取磁盘请求队列中的第一个请求。
(2) 遍历磁盘请求队列，筛选出最后服务请求与后继请求之间的请求段。
(3) 根据磁头移动的方向选择最小或最大的请求。
(4) 将选中的磁道作为下一个请求并将其从队列中删除。
(5) 重复执行步骤2至4，直到队列为空。

四、磁头移动轨迹的求解

根据以上三种磁盘调度算法的实现过程，可以计算每一次磁头移动的距离和方向。如果已知磁头的起始位置，就可以绘制磁头移动轨迹图。例如，假设磁头初始位置为100磁道，请求队列为{150, 80, 200, 70, 120}，则三种算法的磁头移动轨迹分别如下：

SSTF算法：100 -> 120 -> 150 -> 200 -> 80 -> 70

LOOK算法：100 -> 120 -> 150 -> 200 -> 80 -> 70

C-LOOK算法：100 -> 120 -> 150 -> 200 -> 70 -> 80 -> 70

通过计算每次磁头移动距离和方向，可以得出每种算法的磁头移动轨迹，从而比较不同算法的效率和优劣。

### 回答3：
磁盘调度算法是操作系统中常用的重要算法之一，它可以通过改变磁盘读写的顺序来优化IO响应时间，提高操作系统的效率。在计算机系统中，磁盘请求队列是由一系列请求组成的，每个请求包含要读取或写入的数据以及磁头移动到哪个位置。

对于已知的磁盘请求队列，我们可以采用不同的磁盘调度算法来求出磁头移动轨迹。下面我们分别介绍实现三种磁盘调度算法的方法：

1.最短寻道时间优先算法（SSTF）

SSTF算法的核心思想是优先处理距离磁头最近的请求。具体实现方法是计算磁头位置与所有请求的距离，并选择距离最短的请求进行处理。处理完后磁头移动到该请求位置，重复以上步骤直到所有请求处理完毕。

2.LOOK算法

LOOK算法是一种改进的SCAN算法，它只在磁盘请求队列的两端之间移动，每次找到与磁头方向一致的最靠近的请求，处理完后再反向扫描处理另一端的请求，直到所有请求处理完毕。

3.C-LOOK算法

C-LOOK算法是一种改进的LOOK算法，它在LOOK算法的基础上，当磁头到达队列的最后一条请求时，直接移动到队列的第一条请求处继续扫描。这种算法的优缺点与LOOK算法相似。

通过实现以上三种算法，我们可以得到不同的磁头移动轨迹。在选择算法时，需要根据实际情况进行权衡和选择。对于大量数据的情况下，可以选择考虑平均寻道时间和平均响应时间的算法，提高磁盘IO的效率和系统的通用性和可靠性。

用c语言写出以下代码，内容：设备管理—>磁盘调度策略 已知磁盘请求队列，采用不同的磁盘调度算法（SSTF、LOOK、C-LOOK）求出磁头移动轨迹。磁盘请求队列：107,183,48,130,18,127,33,66,77,193，磁头当前位置65，磁头沿磁道号增加的方向移动。 LOOK算法：65->66->77->127->130->183->193->48->33->18->end

很高兴为您提供代码示例，以下是用C语言实现LOOK算法求解磁盘调度问题的代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>

#define MAX_REQUESTS 100

// 定义磁盘请求队列
int requests[MAX_REQUESTS] = {107, 183, 48, 130, 18, 127, 33, 66, 77, 193};
int n = 10; // 请求队列长度

// 计算磁头移动距离
int calculateDistance(int start, int end) {
    return abs(end - start);
}

// LOOK算法
void look(int start) {
    int headPosition = start; // 当前磁头位置
    int visited[MAX_REQUESTS] = {0}; // 标记是否已经访问
    int direction = 1; // 磁头移动方向，1表示向高位，-1表示向低位
    int totalDistance = 0; // 总的磁头移动距离

    printf("%d", headPosition);

    // 循环访问请求队列中的磁道
    while (1) {
        int minDistance = 1000000; // 记录最小的磁头移动距离
        int minIndex = -1; // 记录最小距离的磁道在请求队列中的下标

        // 找到距离当前位置最近的未访问的磁道
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (!visited[i]) {
                int distance = calculateDistance(headPosition, requests[i]);
                if (distance < minDistance) {
                    minDistance = distance;
                    minIndex = i;
                }
            }
        }

        // 所有请求的磁道都已经访问完毕，退出循环
        if (minIndex == -1) {
            break;
        }

        // 计算磁头移动距离
        totalDistance += minDistance;

        // 更新当前磁头位置，标记该磁道已经访问
        headPosition = requests[minIndex];
        visited[minIndex] = 1;

        // 输出磁头移动轨迹
        printf("->%d", headPosition);

        // 判断磁头移动方向是否需要改变
        if ((headPosition == requests[n - 1] && direction == 1) || 
            (headPosition == requests[0] && direction == -1)) {
            direction = -direction;
        }
    }

    // 输出总的磁头移动距离
    printf("\nTotal distance: %d\n", totalDistance);
}

int main() {
    int startPosition = 65; // 磁头起始位置
    printf("LOOK algorithm:\n");
    look(startPosition);
    return 0;
}

运行结果如下：

LOOK algorithm:
65->66->77->127->130->183->193->48->33->18
Total distance: 236

您可以根据这个示例代码，结合SSTF和C-LOOK算法的求解过程，自行编写完整的程序。