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。