实验二、作业调度模拟程序实验
专业 商业软件工程 姓名 容杰 学号 201406114236
一、 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。
二、 实验内容和要求
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。
三、 实验方法、步骤及结果测试
- 1. 主要程序段及其解释：
void FCFS(){
base();
int i,j,k = 0;
int temp[100];
for(i=0;i<num;i++)
temp[i]=i;
for(i=0;i<num;i++){
for(j=i+1;j<num;j++){
if(job[temp[i]].arrtime>job[j].arrtime){
k = temp[i];
temp[i] = temp[j];
temp[j] = k;
}
}
}
job[temp[0]].startime = job[temp[0]].arrtime;
job[temp[0]].finitime = job[temp[0]].startime + job[temp[0]].reqtime;
job[temp[0]].TAtime = (float)job[temp[0]].finitime - job[temp[0]].arrtime;
job[temp[0]].TAWtime = job[temp[0]].TAtime/job[temp[0]].reqtime;
for(i=1;i<num;i++){
job[temp[i]].startime = job[temp[i-1]].finitime;
job[temp[i]].finitime = job[temp[i]].startime + job[temp[i]].reqtime;
job[temp[i]].TAtime = (float)job[temp[i]].finitime - job[temp[i]].arrtime;
job[temp[i]].TAWtime = job[temp[i]].TAtime/job[temp[i]].reqtime;
}
printf("作业名 到达时间 CPU所需时间 开始时间 结束时间 周转时间 带权周转时间 ");
for(i=0;i<num;i++)
{
printf(" %s %d %d %d %d %f %f ",job[temp[i]].name,job[temp[i]].arrtime,
job[temp[i]].reqtime,job[temp[i]].startime,job[temp[i]].finitime,job[temp[i]].TAtime,job[temp[i]].TAWtime);
}
for(i=0;i<num;i++)
{
AVGTAtime += job[temp[i]].TAtime;
AVGTAWtime += job[temp[i]].TAWtime;
}
printf(" 平均周转时间=%f ",AVGTAtime/num);
printf("平均带权周转时间=%f ",AVGTAWtime/num);
}
void SJF()
{
int i,j,m;
printf(" 作业个数：");
float sum=0.0,acount=0.0;
struct job temp;
for(i=0;i<m;i++)
{
for(j=i+1;j<m;j++)
{
if(job[i].arrtime>job[j].arrtime)
{
temp=job[i];
job[i]=job[j];
job[j]=temp;
}
}
}
printf(" id 作业到达时间 作业运行所需要时间 ");
for(i=0;i<m;i++)
{
printf(" %3d%12d%15d ",job[i].id,job[i].arrtime,job[i].reqtime);
}
for(i=1;i<m;i++){
for(j=i+1;j<m;j++){
if(job[i].reqtime>job[j].reqtime){
temp=job[i];
job[i]=job[j];
job[j]=temp;
}
}
}
for(i=0;i<m;i++){
job[i].finitime=systime+job[i].reqtime;
job[i].ti=job[i].finitime-job[i].arrtime;
job[i].TAWtime=(float)job[i].ti/job[i].reqtime;
systime=job[i].finitime;
}
for(i=0;i<m;i++)
{
sum=sum+job[i].ti;
acount=acount+job[i].TAWtime;
}
printf(" id 到达时间 运行时间 完成时间 周转时间 带权周转时间 ");
for(i=0;i<m;i++)
printf("%d %d %d %d %d %.2f ",job[i].id,job[i].arrtime,job[i].reqtime,job[i].finitime,job[i].ti,job[i].TAWtime);
printf("平均作业周转时间=%.2f ",sum/m);
printf("平均作业周转时间=%.2f ",acount/m);
printf(" ");
printf(" ");
}
void HRRN()
{
}
- 2. 运行结果及分析
四、 实验总结
对于整个作业调度的过程有所了解，例如FCFS，SJF的调度过程比较易理解，但对HRRN的过程还是不是很懂，总体来说还是不够熟练，在程序的编写过程中遇到了实际的困难，不知道从何下手，而且自己的C基础并不好，许多结构用起来还存在问题，最后在其他同学的帮助下才完成了FCFS 、SJF调度，SJF也有一点点问题，最后一个自己懵懵懂懂的，最后还是没有做出来，不过自己也加深了对于操作系统的作业调度的理解，希望以后自己在明白操作系统的同时也加强对程序的编写。