磁盘调度算法

#include <iostream>
#include <time.h> //C/C++中的日期和时间头文件。用于需要时间方面的函数。
#include <vector> //vector在C++标准模板库中的部分内容，它是一个多功能的，能够操作多种数据结构和算法的模板类和函数库。
#include <math.h>
#include <stdlib.h> //标准库头文件 stdlib 头文件里包含了C、C 语言的最常用的系统函数
#include <algorithm> //lgorithm意为"算法",是C++的标准模版库(STL)中最重要的头文件之一，提供了大量基于迭代器的非成员模板函数。
#include <cstring> //字符串操作
#include <windows.h> //
#include <fstream> //在C++中，对文件的操作是通过stream的子类fstream(file stream)来实现的

using namespace std;

int position = 0; //当前磁道位置
int dis = 0; //记录走过的长度
double average_distance = 0;

//********************************************************************************
void request(vector<int>&m_vec,ofstream &outfile) /*随机生成函数,*/
{
cout<<"随机生成磁盘序列："<<endl;
int n = 0;
srand(time(NULL)); /*添加随机数种子, time(NULL)这个函数的返回值是作为srand函数的参数的！意思是以现在的系统时间作为随机数的种子来产生随机数！至于NULL这个参数。只有设置成NULL才能获得系统的时间！
srand函数是在调用rand（）这个函数之前使用的！rand（）是一个产生随机数的函数,srand是一个设置随机数种子的函数！通常这两个函数是一起使用的！来完成产生随机数的功能 */
n = rand() % 20 + 1; //函数获得1-20的一个随机数,即n的取值范围在1-20，注意文件#include<stdlib.h>
int temp = 0;
for(int i=0;i<n;i++)
{
temp = rand() % 100; //temp的取值范围是0-100
m_vec.push_back(temp); //将随机生成的temp数输入到vector里面，再从里面读取数据
cout<<temp<<" ";
outfile<<temp<<endl; /*outfile应该是定义的一个文件输出流（根据名字判断），就是输出数据到文件里。
infile应该是定义的一个文件输入流（根据名字判断），就是要从文件读取数据的。
.open 是要打开这个文件流对应的文件*/
}
cout<<endl;
position = rand() % 100;
cout<<"当前磁道："<<position<<endl;
}


//*************************************************************************************
void compute_dis(vector<int>m_vec,int &dis,double &average_distance)
//计算平均距离函数，vector<int>&m_vec:定义了一个vector容器,元素类型为vector<int>,m_vector作为其对象；ofstream &outfile:构造输出文件流
{
average_distance = (double)dis / (double)m_vec.size();
}


//************************************************************************************
void FIFO(vector<int>m_vec,int position) //先来先服务算法
{
dis = 0;
average_distance = 0;
for(vector<int>::iterator it=m_vec.begin();it!=m_vec.end();it++) /*vector<int>::iterator it=m_vec.begin()，声明一个迭代器，来访问vector容器，作用：遍历或者指向vector容器的元素,
使用迭代器访问元素iterator begin():返回向量头指针，指向vector的第一个元素，如果begin为end则是返回向量尾指针，指向向量最后一个元素的下一个位置，*/
{
dis += abs(position-*it); //abs是取绝对值，dis记录此时走过的长度
Sleep(500); //休眠，500毫秒为它的参数，输出时此处停顿半秒
cout<<"->"<<*it;
position = *it; //链头位置随着走过的磁道变化而变化
}
compute_dis(m_vec,dis,average_distance); //计算平均距离的函数
}


//************************************************************************************
void SSTF(vector<int>m_vec,int position) //最短寻道时间算法
{
dis = 0;
average_distance = 0;
sort(m_vec.begin(),m_vec.end()); //从小到大排序，因为SSTF只能一个方向扫描
int i = 0;
for(vector<int>::iterator it=m_vec.begin();it!=m_vec.end();it++)
{
if(position >= *it) //判断取出的序列是否大于当前磁道，先找到全部小于当前磁道的序列
i++;
}
int count = 0;
int left = i-1;
int right = i;
while(count<m_vec.size())
{
if((left >=0 && abs(m_vec[right]-position) > abs(m_vec[left]-position)) || right>=m_vec.size())
{
dis += abs(m_vec[left]-position);
Sleep(500);
cout<<"->"<<m_vec[left];
position = m_vec[left];
left--;
}
else{
dis += abs(m_vec[right]-position);
Sleep(500);
cout<<"->"<<m_vec[right];
position = m_vec[right];
right++;
}
count++;
}
compute_dis(m_vec,dis,average_distance);
}

//**************************************************************************
void SCAN(vector<int>m_vec,int position) //电梯调度算法
{
dis = 0;
average_distance = 0;
sort(m_vec.begin(),m_vec.end()); //从小到大排序
int i = 0;
for(vector<int>::iterator it=m_vec.begin();it!=m_vec.end();it++){
if(position >= *it)
i++; //找到position所在的磁道
}
int left = i - 1; //先从外到内扫描
int right = i;
while(left >= 0)
{
dis += abs(position - m_vec[left]);
Sleep(500);
cout<<"->"<<m_vec[left];
position = m_vec[left];
left --;
}
while(right < m_vec.size())
{
dis += abs(position - m_vec[right]);
Sleep(500);
cout<<"->"<<m_vec[right];
position = m_vec[right];
right ++;
}
compute_dis(m_vec,dis,average_distance);
}

//*******************************************************************************************
void CSCAN(vector<int>m_vec,int position) //循环扫描算法
{
dis = 0;
average_distance = 0;
sort(m_vec.begin(),m_vec.end()); //从小到大排序
int i = 0;
for(vector<int>::iterator it=m_vec.begin();it!=m_vec.end();it++)
{
if(position >= *it)
i++; //找到position所在的磁道
}
int left = i - 1; //先从外到内扫描
int right = i;
while(left >= 0)
{
dis += abs(position - m_vec[left]);
Sleep(500);
cout<<"->"<<m_vec[left];
position = m_vec[left];
left --;
}

int len = m_vec.size()-1;
while(len >= right){
dis += abs(position - m_vec[len]);
Sleep(500);
cout<<"->"<<m_vec[len];
position = m_vec[len];
len --;
}
compute_dis(m_vec,dis,average_distance);
}


//****************************************************************************
void print()
{
cout<<endl<<endl;
cout<<"经计算，磁头移动的总距离为:"<<dis<<endl;
cout<<"磁头平均移动距离:"<<average_distance<<endl;
cout<<endl<<endl;
}


//**********************************************************************************
int choose_algorithm(vector<int>m_vec){
cout<<endl<<endl;
cout<<"本实验可用的调度算法有以下4种："<<endl;
cout<<"1.FIFO 2.SSTF 3.SCAN 4.CSCAN 5.结束本序列的调度 6.结束程序"<<endl;
int choice = 0;
cout<<"选择："<<endl;
cin>>choice;
cout<<endl;
while(choice!=5 && choice!=6)
{
cout<<"磁盘请求的服务状况："<<endl;
cout<<position;
switch(choice){
case 1:
FIFO(m_vec,position);break;
case 2:
SSTF(m_vec,position);break;
case 3:
SCAN(m_vec,position);break;
case 4:
CSCAN(m_vec,position);break;

default:
cout<<"******非法输入！******"<<endl<<endl;break;
}
if(choice<=6 && choice>=1)
print();
cout<<"选择："<<endl;
cin>>choice;
}
if(choice == 6)
return 0;
else
cout<<endl<<endl; //1、换行；2、清空输出缓冲区
return 1;
}


//**************************************************************************8
int main()
{
cout<<"---------------磁盘调度算法模拟实验-----------------"<<endl;
ofstream outfile;
outfile.open("data.txt");
while(1)
{
vector<int> vec;
request(vec,outfile); //请求服务序列
int flag = choose_algorithm(vec);
if(flag == 0)
break;
}
outfile.close(); //关闭数据文件流
return 0;
}

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