实验二、作业调度模拟程序实验
专业：计算机科学与技术网络工程 姓名：陈玉婷 学号201306114132
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。
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。
模拟数据的生成：允许用户指定作业的个数（2-24），默认值为5，允许用户选择输入每个作业的到达时间和所需运行时间。
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。
三、实验方法、步骤及结果测试
1. 源程序名：压缩包文件（rar或zip）中源程序名 实验二.c
可执行程序名：实验二.exe
2. 原理分析及流程图
存储结构：用结构体数据类型表示一个进程，结构体成员包括：作业到达系统时间starttime，作业运行时间needtime，作业周转时间 runtime作业结束时间endtime，带权周转时间dqzztime，响应比xiangyingbi
主要算法：
#include<stdio.h> #include<string.h> struct job{ char name[10]; int starttime; //作业到达系统时间 int needtime; //作业运行时间 int runtime; //作业周转时间 int endtime; //作业结束时间 double dqzztime; //带权周转时间 double xiangyingbi; }; void fcfs(struct job jobs[50],int n); void sjf(struct job jobs[50],int n); //void hrrf(struct job jobs[50],int n); void result(struct job jobs[50],int n); void main() { struct job jobs[50]; int n,i; //n个作业 printf("输入作业个数:",n); scanf("%d",&n); printf("输入每个作业的作业名,到达时间,运行时间: "); for(i=0;i<n;i++) { scanf("%s",jobs[i].name); scanf("%d",&jobs[i].starttime); scanf("%d",&jobs[i].needtime); } printf(" "); printf("作业名 到达系统时间 运行时间 "); for(i=0;i<n;i++) { printf("%s %d %d ",jobs[i].name,jobs[i].starttime,jobs[i].needtime); } fcfs(jobs,n); printf("先来先服务算法运行结果： "); result(jobs,n); sjf(jobs,n); printf("最短作业优先算法运行结果： "); //hrrf(jobs,n); //printf("最高响应比优先算法运行结果： "); result(jobs,n); } void fcfs(struct job jobs[50],int n) { int i; for(i=0;i<n;i++) { if(i==0) { //第一个进程 jobs[i].runtime=jobs[i].needtime; jobs[i].endtime=jobs[i].starttime+jobs[i].needtime; } else if(jobs[i].starttime>jobs[i-1].endtime){ //第i个进程到达系统时，第i-1个进程已运行完毕 jobs[i].runtime=jobs[i].needtime; jobs[i].endtime=jobs[i].starttime+jobs[i].needtime; } else{ //第i个进程到达系统时，第i-1个进程未运行完毕 jobs[i].runtime=jobs[i].needtime+jobs[i-1].endtime-jobs[i].starttime; jobs[i].endtime=jobs[i].starttime+jobs[i].runtime; } jobs[i].dqzztime=jobs[i].runtime*1.0/jobs[i].needtime; } } void result(struct job jobs[50],int n) { int i; double averruntime; double averdqzztime; int sum_runtime=0; double sum_dqzztime=0.00; printf("作业名 到达系统时间 运行时间 完成时间 周转时间 带权周转时间 "); for(i=0;i<n;i++) { printf("%s %d %d %d %d %.2f ",jobs[i].name,jobs[i].starttime,jobs[i].needtime,jobs[i].endtime,jobs[i].runtime,jobs[i].dqzztime); sum_runtime=sum_runtime+jobs[i].runtime; sum_dqzztime=sum_dqzztime+jobs[i].dqzztime; } averruntime=sum_runtime*1.0/n; averdqzztime=sum_dqzztime*1.000/n; printf("平均周转时间:%.2f ",averruntime); printf("平均带权周转时间:%.3f ",averdqzztime); printf(" "); } void sjf(struct job jobs[50],int n) { int i=0,b=0; char temp[10]; int min; for(i=0;i<n-1;i++) { if(jobs[i].starttime>jobs[i+1].starttime) { min=jobs[i].starttime; jobs[i].starttime=jobs[i+1].starttime; jobs[i+1].starttime=min; min=jobs[i].needtime; jobs[i].needtime=jobs[i+1].needtime; jobs[i+1].needtime=min; strcpy(temp,jobs[i].name); strcpy(jobs[i].name,jobs[i+1].name); strcpy(jobs[i+1].name,temp); } } //按作业到达系统时间进行排序，最早到达的排在最前面 jobs[0].endtime=jobs[0].starttime+jobs[0].needtime; jobs[0].runtime=jobs[0].needtime; jobs[0].dqzztime=jobs[0].runtime*1.0/jobs[0].needtime; for(i=1;i<n;i++) { if(jobs[i].starttime>jobs[0].endtime) ; else b=b+1; //作业到达系统时，第0个作业还在运行 用b统计需等待作业0运行的作业个数 } for(i=1;i<=b-1;i++) { if(jobs[i].needtime>jobs[i+1].needtime) { min=jobs[i].starttime; jobs[i].starttime=jobs[i+1].starttime; jobs[i+1].starttime=min; min=jobs[i].needtime; jobs[i].needtime=jobs[i+1].needtime; jobs[i+1].needtime=min; strcpy(temp,jobs[i].name); //将第二个参数的值复制给第一个参数，返回第一个参数 strcpy(jobs[i].name,jobs[i+1].name); strcpy(jobs[i+1].name,temp); } //按最短运行时间排序 } for(i=1;i<n;i++) { if(jobs[i].starttime>jobs[i-1].endtime) { //第i个进程到达系统时，第i-1个进程已运行完毕 jobs[i].endtime=jobs[i].starttime+jobs[i].needtime; jobs[i].runtime=jobs[i].needtime; } else { jobs[i].endtime=jobs[i-1].endtime+jobs[i].needtime; jobs[i].runtime=jobs[i].endtime-jobs[i].starttime; } jobs[i].dqzztime=jobs[i].runtime*1.0/jobs[i].needtime; } }
3运行结果及分析
FCFS算法按照进程提交的顺序调度执行，最先提交的最先调度处理。所以只要对进程实行到达时间的排序就可依次调度。SJF算法按照先调度运行时间最短的进程的顺序执行，所以要先对进程执行到达时间的排序，最先到达的进程排最前，然后对运行时间进行排序，最短运行时间的排在最前面，最先调度执行。HRRF算法要计算第一个进程调度后每一个进程的响应比，按照响应比高的先执行，要用到嵌套循环实现。
四、实验总结
心得体会：对算法的思路是清晰的，可是写起代码来就不会表达，归根到底还是基础差，对C语言的掌握不深。在参考网上的代码后进行理解，并查阅相关书籍后终于实现FCFS算法和SJF算法。对HRRF算法，因为每调度一次进程都要计算其它进程的响应比，而响应比的计算中等待时间会因所调度的进程的结束时间有关，所以感觉很吃力，没有能实现HRRF算法。
实验过程的难点问题及其解决的方法：不会用冒泡法对进程到达时间进行排序。解决：把第i个作业的到达时间看作是最先到达的作业时间（数值最小），依次比较剩余作业的到达时间，当遇到第i+1个作业的到达时间（数值更小），则利用一个临时变量min交换两个作业的到达时间。