实验二作业调度

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、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。

四、实验原理及核心算法参考程序段

源程序：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define getpch(type) (type*)malloc(sizeof(type))

struct worktime{
float Tb;             //作业运行时刻
float Tc;             //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
   char resource;      //所需资源
   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,num;
printf(" 请输入作业数:");
scanf("%d",&num);
for(i=0;i<num;i++)
{
printf(" 作业号No.%d: ",i+1);
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*/
}
}

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.Tb);
   printf(" %.2f ",jr->wt.Tc);
   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.Tb=T; else jr->wt.Tb=jr->subtime;
    jr->wt.Tc=jr->wt.Tb+jr->runtime;
    jr->wt.Ti=jr->wt.Tc-jr->subtime;
    jr->wt.Wi=jr->wt.Ti/jr->runtime;
    T=jr->wt.Tc;
   }
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(" 按任一键继续...... ");
   getchar();
   getchar();
   }
   printf(" 作业已经完成. ");
   printf(" 此组作业的平均周转时间：%.2f ",sumTi/h);
   printf(" 此组作业的带权平均周转时间：%.2f ",sumWi/h);
   getchar();
}

总结：对各个调度的方法都基本了解，因为操作系统作业让我又有机会复习C语言和数据结构，温故而知新