专业：商业软件工程 班级：商软2班 姓名：梁仕标 学号：201406114248
实验二作业调度模拟程序
一、目的和要求
1. 实验目的
（1）加深对作业调度算法的理解；
（2）进行程序设计的训练。
2．实验要求
用高级语言编写一个或多个作业调度的模拟程序。
单道批处理系统的作业调度程序。作业一投入运行，它就占有计算机的一切资源直到作业完成为止，因此调度作业时不必考虑它所需要的资源是否得到满足，它所运行的时间等因素。
作业调度算法：
1) 采用先来先服务（FCFS）调度算法，即按作业到达的先后次序进行调度。总是首先调度在系统中等待时间最长的作业。
2) 短作业优先 (SJF) 调度算法，优先调度要求运行时间最短的作业。
3) 响应比高者优先(HRRN)调度算法，为每个作业设置一个优先权(响应比)，调度之前先计算各作业的优先权，优先数高者优先调度。RP (响应比)＝ 作业周转时间 / 作业运行时间=1+作业等待时间/作业运行时间
每个作业由一个作业控制块JCB表示，JCB可以包含以下信息：作业名、提交（到达）时间、所需的运行时间、所需的资源、作业状态、链指针等等。
作业的状态可以是等待W（Wait）、运行R（Run）和完成F（Finish）三种之一。每个作业的最初状态都是等待W。
一、 模拟数据的生成
1． 允许用户指定作业的个数（2-24），默认值为5。
2． 允许用户选择输入每个作业的到达时间和所需运行时间。
3． （**）从文件中读入以上数据。
4． （**）也允许用户选择通过伪随机数指定每个作业的到达时间（0-30）和所需运行时间（1-8）。
二、 模拟程序的功能
1． 按照模拟数据的到达时间和所需运行时间，执行FCFS, SJF和HRRN调度算法，程序计算各作业的开始执行时间，各作业的完成时间，周转时间和带权周转时间（周转系数）。
2． 动态演示每调度一次，更新现在系统时刻，处于运行状态和等待各作业的相应信息（作业名、到达时间、所需的运行时间等）对于HRRN算法，能在每次调度时显示各作业的响应比R情况。
3． （**）允许用户在模拟过程中提交新作业。
4． （**）编写并调度一个多道程序系统的作业调度模拟程序。 只要求作业调度算法：采用基于先来先服务的调度算法。 对于多道程序系统，要假定系统中具有的各种资源及数量、调度作业时必须考虑到每个作业的资源要求。
三、 模拟数据结果分析
1． 对同一个模拟数据各算法的平均周转时间，周转系数比较。
2． （**）用曲线图或柱形图表示出以上数据，分析算法的优点和缺点。
四、 实验准备
|
序号 |
准备内容 |
完成情况 |
|
1 |
什么是作业？ |
|
|
2 |
一个作业具备什么信息？ |
|
|
3 |
为了方便模拟调度过程，作业使用什么方式的数据结构存放和表示？JCB |
|
|
4 |
操作系统中，常用的作业调度算法有哪些？ |
|
|
5 |
如何编程实现作业调度算法？ |
|
|
6 |
模拟程序的输入如何设计更方便、结果输出如何呈现更好？ |
五、 其他要求
1． 完成报告书，内容完整，规格规范。
2． 实验须检查，回答实验相关问题。
注：带**号的条目表示选做内容。
二、实验内容
根据指定的实验课题，完成设计、编码和调试工作，完成实验报告。
三、实验环境
可以采用TC，也可以选用Windows下的利用各种控件较为方便的VB，VC等可视化环境。也可以自主选择其他实验环境。
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #include <time.h> struct jcb{ char status; int name; int arrtime; int reqtime; int startime; int finitime; float TAtime,TAwtime; float prio; }jobarr[24],jobfin[24],job[24]; int systime=0; int intarr,intfin,intjob; int ReadFile(); void menu(); void menu1(); int Pseudo_random_number(); void sort(int n); void output(int n); void FCFS(int n); void SJF(int n); void HRRF(int n); int input(); void main() { int n,m; menu(); scanf("%d",&n); switch(n) { case 1: n=ReadFile(); break; case 2: n=Pseudo_random_number(); break; case 3: n=input(); break; } while(1) { menu1(); scanf("%d",&m); switch(m) { case 1: printf(" ***********先来先服务算法FCFS************ "); sort(n); output(n); FCFS(n); break; case 2: printf(" ***********最短作业优先算法SJF************ "); sort(n); output(n); SJF(n); break; case 3: printf(" ***********响最高者应比优先HRRF算法************ "); sort(n); output(n); HRRF(n); break; case 4: system("cls"); break; case 0: exit(0);break; } } } /*菜单*/ void menu() { puts(" "); puts(" ******************************************************"); puts(" 作业调度系统 "); puts(" ******************************************************"); puts(" 1: 调用文本写入数据 "); puts(" 2: 调用伪随机数产生数据 "); puts(" 3: 调用自己输入模拟数据 "); puts(" ******************************************************"); printf(" 请选择菜单项<1~3>:"); } void menu1() { puts(" "); puts(" *********************************************************"); puts(" 1.FCFS算法调度 "); puts(" 2.SJF算法调度 "); puts(" 3.HRRF算法调度 "); puts(" 4.调用系统清屏 "); puts(" 0.退出算法调度 "); puts(" ********************************************************"); printf(" 请选择菜单项<0~4>:"); } int ReadFile() { int m=0; int i=1; FILE *fp; //定义文件指针 fp=fopen("3.txt","r"); //打开文件 if(fp==NULL) { printf("File open error ! "); exit(0); } printf(" id 作业到达时间 作业运行所需要时间 "); while(!feof(fp)) { fscanf(fp,"%d%d%d",&job[i].name,&job[i].arrtime,&job[i].reqtime); //fscanf()函数将数据读入 printf(" %3d%12d%15d",job[i].name,job[i].arrtime,job[i].reqtime); //输出到屏幕 i++; }; if(fclose(fp)) //关闭文件 { printf("Can not close the file ! "); exit(0); } m=i-1; return m; } //伪随机数产生器 int Pseudo_random_number() { int i,n; srand((unsigned)time(0)); //参数seed是rand()的种子，用来初始化rand()的起始值。 //输入作业数 n=rand()%23+5; for(i=1; i<=n; i++) { job[i].name=i; //作业到达时间 job[i].arrtime=rand()%29+1; //作业运行时间 job[i].reqtime=rand()%7+1; } printf(" id 作业到达时间 作业运行所需要时间 "); for(i=1; i<=n; i++) { printf(" %3d%12d%15d",job[i].name,job[i].arrtime,job[i].reqtime); } printf(" "); return n; } void sort(int n) { int i,j; struct jcb temp; for(i=1;i<=n;i++) { for(j=i+1;j<n;j++) { if(job[j].arrtime<job[i].arrtime) { temp = job[i]; job[i] = job[j]; job[j] = temp; } } } } void output(int n) { int i; printf(" id 作业到达时间 作业运行所需要时间 "); for(i=1; i<=n; i++) { printf(" %3d%12d%15d",job[i].name,job[i].arrtime,job[i].reqtime); } printf(" "); } void FCFS(int n) { int i; float num=0,NUM=0; job[1].finitime=job[1].reqtime; job[1].TAtime=float(job[1].finitime-job[1].arrtime); job[1].TAwtime=job[1].TAtime/job[1].reqtime; for(i=1;i<=n;i++) { if(job[i+1].arrtime<job[i].finitime) { job[i+1].finitime+=job[i+1].reqtime+job[i].finitime; job[i].TAtime=float(job[i].finitime-job[i].arrtime); job[i].TAwtime=job[i].TAtime/job[i].reqtime; } else { job[i+1].finitime+=job[i+1].arrtime+job[i].reqtime; job[i].TAtime=float(job[i].finitime-job[i].arrtime); job[i].TAwtime=job[1].TAtime/job[i].reqtime; } } printf(" id 作业到达时间 作业完成时间 作业运行所需要时间 作业周转时间 带权作业周转时间 "); for(i=1; i<=n; i++) { printf(" %d%10d%13d%14d%15.0f%13.2f",job[i].name,job[i].arrtime,job[i].finitime,job[i].reqtime,job[i].TAtime,job[i].TAwtime); } printf(" "); for(i=1; i<=n; i++) { num+=job[i].TAtime; NUM+=job[i].TAwtime; } printf("平均作业周转时间=%.2f ",num/n); printf("平均带权作业周转时间=%.2f",NUM/n); printf(" "); } int input() { int i,n; printf(" 作业个数:"); scanf("%d",&n); for(i=1;i<=n;i++) { printf(" 第%d个作业: ",i); printf("输入作业名:"); scanf("%d",&job[i].name); printf("到达时间:"); scanf("%d",&job[i].arrtime); printf("要求服务时间:"); scanf("%d",&job[i].reqtime); printf(" "); } return n; } void SJF(int n) { int i,j; struct jcb temp; float num=0,NUM=0; job[1].finitime=job[1].reqtime; job[1].TAtime=float(job[1].finitime-job[1].arrtime); job[1].TAwtime=job[1].TAtime/job[1].reqtime; for(i=2;i<=n;i++) { for(j=i+1;j<=n;j++) { if(job[j].reqtime<job[i].reqtime) { temp = job[i]; job[i] = job[j]; job[j] = temp; } } } for(i=1;i<=n;i++) { if(job[i+1].arrtime<job[i].finitime) { job[i+1].finitime+=job[i+1].reqtime+job[i].finitime; job[i].TAtime=float(job[i].finitime-job[i].arrtime); job[i].TAwtime=job[i].TAtime/job[i].reqtime; } else { job[i+1].finitime+=job[i+1].arrtime+job[i].reqtime; job[i].TAtime=float(job[i].finitime-job[i].arrtime); job[i].TAwtime=job[1].TAtime/job[i].reqtime; } } printf(" id 作业到达时间 作业完成时间 作业运行所需要时间 作业周转时间 带权作业周转时间 "); for(i=1; i<=n; i++) { printf(" %d%10d%13d%14d%15.0f%13.2f",job[i].name,job[i].arrtime,job[i].finitime,job[i].reqtime,job[i].TAtime,job[i].TAwtime); } printf(" "); for(i=1; i<=n; i++) { num+=job[i].TAtime; NUM+=job[i].TAwtime; } printf("平均作业周转时间=%.2f ",num/n); printf("平均带权作业周转时间=%.2f",NUM/n); printf(" "); } void HRRF(int n) { int i,j; struct jcb temp; printf(" id 最高响应比 "); for(j=2;j<=n;j++) { job[j].TAtime=(float)(job[1].reqtime-job[j].arrtime); job[j].prio=1+job[j].TAtime/job[j].reqtime; } for(i=2;i<=n;i++) { for(j=i+1;j<=n;j++) { if(job[j].prio>job[i].prio) { temp = job[j]; job[j] = job[i]; job[i] = temp; } } } for(j=2;j<=n;j++) { printf("%d %.2f ",job[j].name,job[j].prio); } for(i=2;i<n;i++){ printf(" id 最高响应比 "); for(j=i+1;j<=n;j++){ job[j].TAtime=job[j].TAtime+job[i].reqtime; job[j].prio=1+job[j].TAtime/job[j].reqtime; printf("%d %.2f ",job[j].name,job[j].prio); }} }
1: 调用文本写入数据
2: 调用伪随机数产生数据
3: 调用自己输入模拟数据
1.FCFS算法调度
2.SJF算法调度
3.HRRF算法调度
总结
刚开始做时觉得很难，经过老师的讲解与分步，就没有想象中的那么难了。