天津理工：磁盘调度算法实现实验报告与性能分析

天津理工大学操作系统实验3主要围绕磁盘调度算法的实现展开，目标是让学生深入理解并实践操作系统中关键的磁盘管理技术。在这个实验中，学生们需设计和实现五种常见的磁盘调度算法：FCFS（First-Come, First-Served，先来先服务）、SSTF（Shortest Seek Time First，最短寻道时间优先）、SCAN（SequentialSCAN，顺序扫描）、CSCAN（Cyclic SCAN，循环扫描）和NStepSCAN（一种改进的循环扫描，每N步前进一次）。实验的核心部分包括以下几个步骤： 1. **实验背景**：模拟真实操作系统的磁盘寻道过程，通过调整磁盘访问顺序，展示不同调度算法的工作原理。 2. **实验设计**：学生需设计一个程序，首先定义数组TrackOrder来存储磁道访问顺序，MoveDistance用于记录每个请求的移动距离，FindOrder则用于存放最终寻道序列。此外，还需要设定参数如开场磁道号（BeginNum），磁道总数（M），以及并发进程数（N）。 3. **算法实现**：实现五种磁盘调度算法，分别按照各自的规则（如FCFS按照请求到达顺序，SSTF每次选择最近的未访问磁道）生成磁道访问序列。对于每个算法，计算其移动的磁道总数和平均寻道长度。 4. **性能评估**：比较各算法的寻道效率，通过计算得出的平均寻道长度来衡量算法的性能。这一步骤有助于理解算法在实际应用中的优缺点。 5. **程序文档化**：实验要求详细描述实验设计思路、程序架构和模块设计，数据结构的选择，以及测试用例和实验结果。程序应包含注释以便于阅读和理解。 6. **实验报告要求**：报告需要结构清晰，逻辑严谨，包括实验过程中遇到的问题、解决方案、收获，以及对磁盘调度算法的理论理解深化。 在整个实验过程中，团队协作是鼓励的，但禁止抄袭，强调独立思考和创新。源程序部分展示了如何使用C++语言实现这些算法，如定义数组并使用函数来处理磁盘调度逻辑。 通过这个实验，学生不仅可以掌握基本的编程技巧，还能理解并分析磁盘调度算法在提升系统性能方面的作用，从而加深对操作系统底层工作的认识。