磁盘调度算法实战：FCFS, SSTF与电梯算法设计

本次课程设计项目聚焦于操作系统中的磁盘调度算法，目的是让学生深入理解磁盘调度的基本原理和实现方法。磁盘调度在计算机系统中至关重要，因为它涉及到多个进程对磁盘的并发访问，如何优化寻道时间、旋转延迟以及读写时间，直接影响系统的性能。 首先，设计者需要实现三个主要的磁盘调度算法： 1. 先来先服务 (FCFS, First-Come, First-Served) 算法：这个算法按照进程到达的顺序进行调度，每个进程在队列中的位置决定其服务次序。例如，对于进程序列18, 5, 23, 8, 16，进程依次被调度执行，计算出总寻道距离为13+18+15+8=54磁道，强调的是公平性而非效率。 2. 最短寻道时间优先 (SSTF, Shortest Seek Time First) 算法：该算法优先选择与当前磁头位置最近的进程，以减小寻道时间。对于同一进程序列，SSTF的磁头移动路径为3+8+2+5=18磁道，旨在最小化平均访问时间，但可能会牺牲其他进程的即时响应。 3. 电梯算法 (电梯调度, Elevator Algorithm)：这是一种更复杂的方法，通过模拟磁头移动像电梯一样上下移动，结合FCFS和SSTF的优点。它在向一个方向移动时选择最近的目标，然后在返回时遵循类似SSTF的策略。这种算法可以进一步优化寻道效率，但实现起来比前两者更为复杂。 设计过程中，学生需要在WindowsXP环境下使用VC++6.0或BCB6.0等开发工具创建一个名为cidao的Win32控制台应用程序，编写包含以上算法的函数，并通过编译连接得到可执行文件。运行结果的分析可以帮助学生理解不同调度策略的实际效果，通过比较不同算法的磁头移动总距离，评估其性能优劣。 本课程设计不仅锻炼了学生的编程技能，还强化了他们对操作系统内核中磁盘调度算法理论的理解，以及如何在实际环境中应用这些算法来优化系统性能。