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。
四、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。
三、实验方法、步骤及结果测试
源程序名：作业调度.cpp
1.1.原理分析及流程图
存储结构：结构体数组。
主要算法：排序算法跟最大值算法
关键函数：循环嵌套
1.2. 主要程序段及其解释：
看提交的代码
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #include<conio.h> #define N 30 typedef struct JOB{ char jobname[10];//作业的名称 int submittime;//作业提交时刻 int runtime;//作业运行时间 int starttime;//作业开始时刻 int finishtime;//作业完成时刻 int turnovertime;//作业周转时间 float turnnumber;//作业周转系数 char jobrun[10];//作业处于运行状态 float rp;//作业响应比 }job; job jArray[N]; job temp[N]; int Menu() { int choic; printf(" *****************作业调度算法*********************** "); printf("1.先来先服务（FCFS）调度算法 "); printf("2.短作业优先 (SJF) 调度算法 "); printf("3.响应比高者优先(HRRN)调度算法 "); printf("4.退出系统 "); printf("**************************************** "); printf("请选择菜单号(1——4):"); while((!scanf("%d",&choic))||choic<1||choic>4) { getchar(); printf(" 输入错误!!!!!!请重新输入 "); printf(" *****************作业调度算法*********************** "); printf("1.先来先服务（FCFS）调度算法 "); printf("2.短作业优先 (SJF) 调度算法 "); printf("3.响应比高者优先(HRRN)调度算法 "); printf("4.退出系统 "); printf("**************************************** "); printf("请选择菜单号(1——4):"); } return choic; } void input(int n) { int i; for(i=0;i<n;i++) { printf("请输入第%d个作业的名称:",i+1); scanf("%s",jArray[i].jobname); printf("请输入第%d个作业的提交时刻:",i+1); scanf("%d",&jArray[i].submittime); printf("请输入第%d个作业的运行时间:",i+1); scanf("%d",&jArray[i].runtime); printf(" "); } } void sort(int n) { int i,j; printf("用户输入的原始数据 "); printf("作业名称 提交时刻 运行时间 "); for(i=0;i<n;i++) { printf("%s %d %d ",jArray[i].jobname,jArray[i].submittime,jArray[i].runtime); } printf("按提交时间排序后,还未进入后备队列的任务! "); for(i=0;i<n-1;i++) { for(j=i+1;j<n;j++) { if(jArray[j].submittime<jArray[i].submittime) { temp[j]=jArray[j]; jArray[j]=jArray[i]; jArray[i]=temp[j]; } } } printf("作业名称 提交时刻 运行时间 "); for(i=0;i<n;i++) { printf("%s %d %d ",jArray[i].jobname,jArray[i].submittime,jArray[i].runtime); } } void FCFS(int n) { int time=-1,i=0,j,l,k; sort(n); while(i<n) { l=0; while(jArray[i].submittime>time) { l++; time++; printf(" 当前系统时间为:%d ",time); printf(" 请按任意键继续......"); fflush(stdin); getch(); } if(l==0) { printf(" 当前系统时间为:%d ",time); printf(" 请按任意键继续......"); fflush(stdin); getch(); } printf(" 还未进入后备队列的作业! "); printf("作业名称 提交时刻 运行时间 "); for(j=i+1;j<n;j++) { if(jArray[j].submittime>time) { printf("%s %d %d ",jArray[j].jobname,jArray[j].submittime,jArray[j].runtime); } } printf(" 进入后备队列的作业! "); printf("作业名称 提交时刻 运行时间 "); for(j=i;j<n;j++) { if(jArray[j].submittime<=time) { printf("%s %d %d ",jArray[j].jobname,jArray[j].submittime,jArray[j].runtime); } } printf(" 处于运行的作业为:%s ",jArray[i].jobname); jArray[i].starttime=time; jArray[i].finishtime=jArray[i].starttime+jArray[i].runtime; jArray[i].turnovertime=jArray[i].finishtime-jArray[i].submittime; jArray[i].turnnumber=(float)jArray[i].turnovertime/jArray[i].runtime; time=jArray[i].finishtime; printf("已完成的作业! "); printf(" 作业名称 提交时刻 运行时间 开始时刻 完成时间 周转时间 周转系数 "); for(k=0;k<=i;k++) { printf(" %s %d %d %d %d %d %.2f ",jArray[k].jobname,jArray[k].submittime,jArray[k].runtime,jArray[k].starttime,jArray[k].finishtime,jArray[k].turnovertime,jArray[k].turnnumber); } i++; } } void SJFsort(int a,int b) { int i,j; for(i=a;i<b;i++) { for(j=i+1;j<=b;j++) { if(jArray[i].runtime>jArray[j].runtime) { temp[j]=jArray[j]; jArray[j]=jArray[i]; jArray[i]=temp[j]; } } } for(i=a;i<=b;i++) { printf("%s %d %d ",jArray[i].jobname,jArray[i].submittime,jArray[i].runtime); } } void SJF(int n) { int time=-1,i=0,j,l,k,z,a,b; sort(n); while(i<n) { l=0; z=0; while(jArray[i].submittime>time) { l++; time++; printf(" 当前系统时间为:%d ",time); printf(" 请按任意键继续......"); fflush(stdin); getch(); } if(l==0) { printf(" 当前系统时间为:%d ",time); printf(" 请按任意键继续......"); fflush(stdin); getch(); } printf(" 还未进入后备队列的作业! "); printf("作业名称 提交时刻 运行时间 "); for(j=i+1;j<n;j++) { if(jArray[j].submittime>time) { printf("%s %d %d ",jArray[j].jobname,jArray[j].submittime,jArray[j].runtime); } } printf(" 进入后备队列的作业! "); printf("作业名称 提交时刻 运行时间 "); for(j=i;j<n;j++) { if(jArray[j].submittime<=time) { z++; } } a=i; b=i+z-1; SJFsort(a,b); printf(" 处于运行的作业为:%s ",jArray[i].jobname); jArray[i].starttime=time; jArray[i].finishtime=jArray[i].starttime+jArray[i].runtime; jArray[i].turnovertime=jArray[i].finishtime-jArray[i].submittime; jArray[i].turnnumber=(float)jArray[i].turnovertime/jArray[i].runtime; time=jArray[i].finishtime; printf("已完成的作业! "); printf(" 作业名称 提交时刻 运行时间 开始时刻 完成时间 周转时间 周转系数 "); for(k=0;k<=i;k++) { printf(" %s %d %d %d %d %d %.2f ",jArray[k].jobname,jArray[k].submittime,jArray[k].runtime,jArray[k].starttime,jArray[k].finishtime,jArray[k].turnovertime,jArray[k].turnnumber); } i++; } } void RP(int a,int b) { int i,j; for(i=a;i<b;i++) { for(j=i+1;j<=b;j++) { if(jArray[i].rp<jArray[j].rp) { temp[j]=jArray[j]; jArray[j]=jArray[i]; jArray[i]=temp[j]; } } } for(i=a;i<=b;i++) { printf("%s %d %d ",jArray[i].jobname,jArray[i].submittime,jArray[i].runtime); } } void HRRN(int n) { int time=-1,i=0,j,l,k,z,a,b; sort(n); while(i<n) { l=0; z=0; while(jArray[i].submittime>time) { l++; time++; printf(" 当前系统时间为:%d ",time); printf(" 请按任意键继续......"); fflush(stdin); getch(); } if(l==0) { printf(" 当前系统时间为:%d ",time); printf(" 请按任意键继续......"); fflush(stdin); getch(); } printf(" 还未进入后备队列的作业! "); printf("作业名称 提交时刻 运行时间 "); for(j=i+1;j<n;j++) { if(jArray[j].submittime>time) { printf("%s %d %d ",jArray[j].jobname,jArray[j].submittime,jArray[j].runtime); } } printf(" 进入后备队列的作业! "); printf("作业名称 提交时刻 运行时间 "); for(j=i;j<n;j++) { if(jArray[j].submittime<=time) { z++; } } a=i; b=i+z-1; for(j=a;j<=b;j++) { jArray[j].finishtime=time+jArray[j].runtime; jArray[j].turnovertime=jArray[j].finishtime-jArray[j].submittime; jArray[j].turnnumber=(float)jArray[j].turnovertime/jArray[j].runtime; jArray[j].rp=1+(float)(time-jArray[j].submittime)/jArray[j].runtime; } RP(a,b); printf(" 处于运行的作业为:%s ",jArray[i].jobname); jArray[i].starttime=time; jArray[i].finishtime=jArray[i].starttime+jArray[i].runtime; jArray[i].turnovertime=jArray[i].finishtime-jArray[i].submittime; jArray[i].turnnumber=(float)jArray[i].turnovertime/jArray[i].runtime; time=jArray[i].finishtime; printf("已完成的作业! "); printf(" 作业名称 提交时刻 运行时间 开始时刻 完成时间 周转时间 周转系数 "); for(k=0;k<=i;k++) { printf(" %s %d %d %d %d %d %.2f ",jArray[k].jobname,jArray[k].submittime,jArray[k].runtime,jArray[k].starttime,jArray[k].finishtime,jArray[k].turnovertime,jArray[k].turnnumber); } i++; } } void quit() { printf("谢谢使用该系统! "); exit(0); } void main() { int choic,n; printf("请用户输入相应的数据: "); printf("请输入作业个数(2～24):"); while(!scanf("%d",&n)||n<2||n>24) { getchar(); printf("输入错误!!!!!!请重新输入 "); printf("请输入作业个数(2～24):"); } input(n); while(1) { choic=Menu(); switch(choic) { case 1: FCFS(n); break; case 2: SJF(n); break; case 3: HRRN(n); break; case 4: quit(); break; } } }
实验总结：作业调度算法这次作业对我来说难度挺大的，我一个人的脑子是不够的，然后我在编代码的时候卡壳得实在想不出思路来后请教了高手。最终完成了这次作业。这让我感受到了小小的胜利的喜悦，也觉得以后遇到困难，实在解决不出来再请教一下别人也未尝不是个明智之举。