13物联网 201306104123 李名贵
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。
2.1 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）。
2.2 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。
2.3 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。
2.4 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
1.流程图
2.源程序
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <conio.h> #define getpch(type) (type*)malloc(sizeof(type)) //#define NULL 0 struct worktime{ float Wr; //作业运行时刻 float We; //作业完成时刻 float Ti; //周转时间 float Wi; //带权周转时间 }; struct jcb { /*定义作业控制块JCB */ char name[10]; //作业名 float subtime; //作业提交时间 float runtime; //作业所需的运行时间 float Rp; //后备作业响应比 char state; //作业状态 struct worktime wt; struct jcb* link; //链指针 }*jcb_ready=NULL,*j; typedef struct jcb JCB; float T=0; void sort() /* 建立对作业进行提交时间排列函数*/ { JCB *first, *second; int insert=0; if((jcb_ready==NULL)||((j->subtime)<(jcb_ready->subtime))) /*作业提交时间最短的,插入队首*/ { j->link=jcb_ready; jcb_ready=j; T=j->subtime; j->Rp=1; } else /* 作业比较提交时间,插入适当的位置中*/ { first=jcb_ready; second=first->link; while(second!=NULL) { if((j->subtime)<(second->subtime)) /*若插入作业比当前作业提交时间短,*/ { /*插入到当前作业前面*/ j->link=second; first->link=j; second=NULL; insert=1; } else /* 插入作业优先数最低,则插入到队尾*/ { first=first->link; second=second->link; } } if (insert==0) first->link=j; } } void SJFget()/* 获取队列中的最短作业 */ { JCB *front,*mintime,*rear; int ipmove=0; mintime=jcb_ready; rear=mintime->link; while(rear!=NULL) if ((rear!=NULL)&&(T>=rear->subtime)&&(mintime->runtime)>(rear->runtime)) { front=mintime; mintime=rear; rear=rear->link; ipmove=1; } else rear=rear->link; if (ipmove==1){ front->link=mintime->link; mintime->link=jcb_ready; } jcb_ready=mintime; } void HRNget()/* 获取队列中的最高响应作业 */ { JCB *front,*mintime,*rear; int ipmove=0; mintime=jcb_ready; rear=mintime->link; while(rear!=NULL) if ((rear!=NULL)&&(T>=rear->subtime)&&(mintime->Rp)<(rear->Rp)) { front=mintime; mintime=rear; rear=rear->link; ipmove=1; } else rear=rear->link; if (ipmove==1){ front->link=mintime->link; mintime->link=jcb_ready; } jcb_ready=mintime; } void input() /* 建立作业控制块函数*/ { int i,v,num; printf(" 请输入作业数[2-20]:"); scanf("%d",&num); v=num; if(v>1&&v<20){ for(i=0;i<num;i++) { printf(" 作业号No.%d: ",i); j=getpch(JCB); printf(" 输入作业名:"); scanf("%s",j->name); printf(" 输入作业提交时刻:"); scanf("%f",&j->subtime); printf(" 输入作业运行时间:"); scanf("%f",&j->runtime); printf(" "); j->state='w'; j->link=NULL; sort(); /* 调用sort函数*/ } } else{ printf("输入错误! "); exit(0); } } int space() { int l=0; JCB* jr=jcb_ready; while(jr!=NULL) { l++; jr=jr->link; } return(l); } void disp(JCB* jr,int select) /*建立作业显示函数,用于显示当前作业*/ { if (select==3) printf(" 作业 服务时间 响应比 运行时刻 完成时刻 周转时间 带权周转时间 "); else printf(" 作业 服务时间 运行时刻 完成时刻 周转时间 带权周转时间 "); printf(" |%s ",jr->name); printf(" |%.2f ",jr->runtime); if (select==3) printf(" |%.2f ",jr->Rp); if (j==jr){ printf(" |%.2f ",jr->wt.Wr); printf(" |%.2f ",jr->wt.We); printf(" |%.2f ",jr->wt.Ti); printf(" |%.2f",jr->wt.Wi); } printf(" "); } void check(int select) /* 建立作业查看函数 */ { JCB* jr; printf(" **** 当前正在运行的作业是:%s",j->name); /*显示当前运行作业*/ disp(j,select); jr=jcb_ready; // printf(" ****当前就绪队列状态为: "); /*显示就绪队列状态*/ // while(jr!=NULL) // { // jr->Rp=(T-jr->subtime)/jr->runtime; // disp(jr,select); //// jr=jr->link; // } destroy(); } int destroy() /*建立作业撤消函数(作业运行结束,撤消作业)*/ { printf(" 作业 [%s] 已完成. ",j->name); free(j); } void running(JCB* jr) /* 建立作业就绪函数(作业运行时间到,置就绪状态*/ { if (T>=jr->subtime) jr->wt.Wr=T; else jr->wt.Wr=jr->subtime; jr->wt.We=jr->wt.Wr+jr->runtime; jr->wt.Ti=jr->wt.We-jr->subtime; jr->wt.Wi=jr->wt.Ti/jr->runtime; T=jr->wt.We; } int main() /*主函数*/ { int select=0,len,h=0; float sumTi=0,sumWi=0; input(); len=space(); printf(" 1.FCFS 2.SJF 3.HRN 请选择作业调度算法:"); scanf("%d",&select); while((len!=0)&&(jcb_ready!=NULL)) { h++; printf(" 执行第%d个作业 ",h); j=jcb_ready; jcb_ready=j->link; j->link=NULL; j->state='R'; running(j); sumTi+=j->wt.Ti; sumWi+=j->wt.Wi; check(select); if (select==2&&h<len-1) SJFget(); if (select==3&&h<len-1) HRNget(); } printf(" 所有作业已经完成. "); printf(" 作业的平均周转时间：%.2f ",sumTi/h); printf(" 作业的带权平均周转时间：%.2f ",sumWi/h); getchar(); }
3.运行结果及分析
输入作业数及其相关数据
输错作业数
FCFS算法
最短作业优先SJF
最高响应比优先HRN
四、 实验总结
这次实验考核了作业调度中各种相关算法，要求运算能力，和思维能力比较强，知道如何用算数来实现不同算法的调度，却不好用代码表示，而且很多数组，链表等等数据结构的知识都忘记了，老师上课的时候也有讲怎么实现，但是自己写起来很难，百度找资料看别人如何实现的，大概了解到了大概是怎样一个流程，不同的算法调用不同的方法。最后在借鉴了网上代码的基础上，自己加了一些东西。