作业调度_3

实验一、作业调度实验

专业：商业软件工程姓名：杨晓霞学号：201406114107

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、 实验方法、步骤及结果测试

1.源程序名：作业调度_3.cpp

2. 原理分析及流程图

(1)、存储结构

 1 typedef struct JOB{
 2     char jobname[10];//作业的名称
 3     int submittime;//作业提交时刻
 4     int runtime;//作业运行时间
 5     int starttime;//作业开始时刻
 6     int finishtime;//作业完成时刻
 7     int turnovertime;//作业周转时间
 8     float turnnumber;//作业周转系数
 9     char jobrun[10];//作业处于运行状态
10     float rp;//作业响应比
11 }job;

（2）、主要程序

int File();
int input();

void sort(int n)；

void FCFS(int n)

void SJFsort(int a,int b)

void SJF(int n)

void RP(int a,int b)

void HRRN(int n)

int sand(int n)

3.主要程序段及其解释：

  1 void sort(int n)
  2 {
  3     int i,j;
  4     printf("用户输入的原始数据
");
  5     printf("作业名称	提交时刻	运行时间
");
  6     for(i=0;i<n;i++)
  7     {
  8         printf("%s		%d		%d
",jArray[i].jobname,jArray[i].submittime,jArray[i].runtime);
  9     }
 10     printf("按提交时间排序后,还未进入后备队列的任务!
");
 11     for(i=0;i<n-1;i++)
 12     {
 13         for(j=i+1;j<n;j++)
 14         {
 15             if(jArray[j].submittime<jArray[i].submittime)
 16             {
 17                 temp[j]=jArray[j];
 18                 jArray[j]=jArray[i];
 19                 jArray[i]=temp[j];
 20             }
 21         }
 22     }
 23     printf("作业名称	提交时刻	运行时间
");
 24     for(i=0;i<n;i++)
 25     {
 26         printf("%s		%d		%d
",jArray[i].jobname,jArray[i].submittime,jArray[i].runtime);
 27     }
 28 }
 29 void FCFS(int n)
 30 {
 31     int time=-1,i=0,j,l,k;
 32     float averageround=0.00;
 33     float average=0.00;
 34     printf("


**********先来先服务算法FCFS*************
");
 35     sort(n);
 36     while(i<n)
 37     {
 38         l=0;
 39         while(jArray[i].submittime>time)
 40         {
 41             l++;
 42             time++;
 43             printf("
当前系统时间为:%d
",time);
 44             printf("
请按任意键继续......");
 45             fflush(stdin);
 46             getch();
 47         }
 48         if(l==0)
 49         {
 50             printf("
当前系统时间为:%d
",time);
 51             printf("
请按任意键继续......");
 52             fflush(stdin);
 53             getch();
 54         }
 55         printf("
还未进入后备队列的作业!
");
 56         printf("作业名称	提交时刻	运行时间
");
 57         for(j=i+1;j<n;j++)
 58         {
 59             if(jArray[j].submittime>time)
 60             {
 61                 printf("%s		%d		%d
",jArray[j].jobname,jArray[j].submittime,jArray[j].runtime);
 62             }
 63         }
 64         printf("
进入后备队列的作业!
");
 65         printf("作业名称	提交时刻	运行时间
");
 66         for(j=i;j<n;j++)
 67         {
 68             if(jArray[j].submittime<=time)
 69             {
 70                 printf("%s		%d		%d
",jArray[j].jobname,jArray[j].submittime,jArray[j].runtime);
 71             }
 72         }
 73         printf("
处于运行的作业为:%s
",jArray[i].jobname);
 74         jArray[i].starttime=time;
 75         jArray[i].finishtime=jArray[i].starttime+jArray[i].runtime;
 76         jArray[i].turnovertime=jArray[i].finishtime-jArray[i].submittime;
 77         jArray[i].turnnumber=(float)jArray[i].turnovertime/jArray[i].runtime;
 78         time=jArray[i].finishtime;
 79         printf("已完成的作业!
");
 80         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   带权周转时间
");
 81         for(k=0;k<=i;k++)
 82         {
 83             averageround=averageround+jArray[i].turnovertime;
 84             average=average+jArray[i].turnnumber;
 85             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);
 86         }
 87         averageround=averageround/n;
 88         printf("
平均作业周转时间=%.2f
",averageround);
 89         average=average/n;
 90         printf("
平均作业带权周转时间=%.2f



",average);
 91         i++;
 92     }
 93 }
 94 void SJFsort(int a,int b)
 95 {
 96     int i,j;
 97     for(i=a;i<b;i++)
 98     {
 99         for(j=i+1;j<=b;j++)
100         {
101             if(jArray[i].runtime>jArray[j].runtime)
102             {
103                 temp[j]=jArray[j];
104                 jArray[j]=jArray[i];
105                 jArray[i]=temp[j];
106             }
107         }
108     }
109     for(i=a;i<=b;i++)
110     {
111         printf("%s		%d		%d
",jArray[i].jobname,jArray[i].submittime,jArray[i].runtime);
112     }
113 }
114 void SJF(int n)
115 {
116     int time=-1,i=0,j,l,k,z,a,b;
117     float averageround=0.00;
118     float average=0.00;
119     sort(n);
120     while(i<n)
121     {
122         l=0;
123         z=0;
124         while(jArray[i].submittime>time)
125         {
126             l++;
127             time++;
128             printf("
当前系统时间为:%d
",time);
129             printf("
请按任意键继续......");
130             fflush(stdin);
131             getch();
132         }
133         if(l==0)
134         {
135             printf("
当前系统时间为:%d
",time);
136             printf("
请按任意键继续......");
137             fflush(stdin);
138             getch();
139         }
140         printf("
还未进入后备队列的作业!
");
141         printf("作业名称	提交时刻	运行时间
");
142         for(j=i+1;j<n;j++)
143         {
144             if(jArray[j].submittime>time)
145             {
146                 printf("%s		%d		%d
",jArray[j].jobname,jArray[j].submittime,jArray[j].runtime);
147             }
148         }
149         printf("
进入后备队列的作业!
");
150         printf("作业名称	提交时刻	运行时间
");
151         for(j=i;j<n;j++)
152         {
153             if(jArray[j].submittime<=time)
154             {
155                 z++;
156             }
157         }
158         a=i;
159         b=i+z-1;
160         SJFsort(a,b);
161         printf("
处于运行的作业为:%s
",jArray[i].jobname);
162         jArray[i].starttime=time;
163         jArray[i].finishtime=jArray[i].starttime+jArray[i].runtime;
164         jArray[i].turnovertime=jArray[i].finishtime-jArray[i].submittime;
165         jArray[i].turnnumber=(float)jArray[i].turnovertime/jArray[i].runtime;
166         time=jArray[i].finishtime;
167         printf("已完成的作业!
");
168         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   带权周转时间
");
169         for(k=0;k<=i;k++)
170         {
171             averageround=averageround+jArray[i].turnovertime;
172             average=average+jArray[i].turnnumber;
173             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);
174         }
175         averageround=averageround/n;
176         printf("
平均作业周转时间=%.2f
",averageround);
177         average=average/n;
178         printf("
平均作业带权周转时间=%.2f



",average);
179         i++;
180     }
181 }
182 void RP(int a,int b)
183 {
184     int i,j;
185     for(i=a;i<b;i++)
186     {
187         for(j=i+1;j<=b;j++)
188         {
189             if(jArray[i].rp<jArray[j].rp)
190             {
191                 temp[j]=jArray[j];
192                 jArray[j]=jArray[i];
193                 jArray[i]=temp[j];
194             }
195         }
196     }
197     for(i=a;i<=b;i++)
198     {
199         printf("%s		%d		%d
",jArray[i].jobname,jArray[i].submittime,jArray[i].runtime);
200     }
201 }
202 void HRRN(int n)
203 {
204     int time=-1,i=0,j,l,k,z,a,b;
205     float averageround=0.00;
206     float average=0.00;
207     sort(n);
208     while(i<n)
209     {
210         l=0;
211         z=0;
212         while(jArray[i].submittime>time)
213         {
214             l++;
215             time++;
216             printf("
当前系统时间为:%d
",time);
217             printf("
请按任意键继续......");
218             fflush(stdin);
219             getch();
220         }
221         if(l==0)
222         {
223             printf("
当前系统时间为:%d
",time);
224             printf("
请按任意键继续......");
225             fflush(stdin);
226             getch();
227         }
228         printf("
还未进入后备队列的作业!
");
229         printf("作业名称	提交时刻	运行时间
");
230         for(j=i+1;j<n;j++)
231         {
232             if(jArray[j].submittime>time)
233             {
234                 printf("%s		%d		%d
",jArray[j].jobname,jArray[j].submittime,jArray[j].runtime);
235             }
236         }
237         printf("
进入后备队列的作业!
");
238         printf("作业名称	提交时刻	运行时间
");
239         for(j=i;j<n;j++)
240         {
241             if(jArray[j].submittime<=time)
242             {
243                 z++;
244             }
245         }
246         a=i;
247         b=i+z-1;
248         for(j=a;j<=b;j++)
249         {
250             jArray[j].finishtime=time+jArray[j].runtime;
251             jArray[j].turnovertime=jArray[j].finishtime-jArray[j].submittime;
252             jArray[j].turnnumber=(float)jArray[j].turnovertime/jArray[j].runtime;
253             jArray[j].rp=1+(float)(time-jArray[j].submittime)/jArray[j].runtime;
254         }
255         RP(a,b);
256         printf("
处于运行的作业为:%s
",jArray[i].jobname);
257         jArray[i].starttime=time;
258         jArray[i].finishtime=jArray[i].starttime+jArray[i].runtime;
259         jArray[i].turnovertime=jArray[i].finishtime-jArray[i].submittime;
260         jArray[i].turnnumber=(float)jArray[i].turnovertime/jArray[i].runtime;
261         time=jArray[i].finishtime;
262         printf("已完成的作业!
");
263         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   带权周转时间
");
264         for(k=0;k<=i;k++)
265         {
266             averageround=averageround+jArray[i].turnovertime;
267             average=average+jArray[i].turnnumber;
268 
269             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);
270         }
271         averageround=averageround/n;
272         printf("
平均作业周转时间=%.2f
",averageround);
273         average=average/n;
274         printf("
平均作业带权周转时间=%.2f



",average);
275         i++;
276     }
277 }
278 void quit()
279 {
280     printf("谢谢使用该系统!
");
281     exit(0);
282 }
283 int File()
284 {
285     int m=0;
286     
287     FILE *fp;
288     if((fp=fopen("cmd.txt","a+"))==NULL)
289     {
290         printf("File open error!
");
291         exit(0);
292     }
293      printf("
 作业名称	提交时刻	运行时间
");
294     while(!feof(fp)&&fgetc(fp)!=EOF)
295     {
296         fseek(fp,-1L,SEEK_CUR);
297         fscanf(fp,"%s%d%d",jArray[count].jobname,&jArray[count].submittime,&jArray[count].runtime);
298         printf("
%3s%15d%17d",jArray[count].jobname,jArray[count].submittime,jArray[count].runtime);
299         count++;
300     }
301     if(fclose(fp))
302     {
303         printf("Can not close the file!
");
304         exit(0);
305     }
306     m=count-1;
307     return m;
308 
309 }
310 int sand(int n)
311 {
312     
313     srand((unsigned)time(0));
314     for(int j=0;j<n;j++)
315     { 
316         printf("请输入第%d个作业的名称:",j+1);
317         scanf("%s",jArray[j].jobname);
318     }
319     printf("
 作业名称	提交时刻	运行时间
");
320     for(int i=0;i<n;i++)
321     { 
322         
323         jArray[i].submittime=rand() %24;
324         jArray[i].runtime=rand() %100;
325         printf("
%3s%15d%17d",jArray[i].jobname,jArray[i].submittime,jArray[i].runtime);
326         
327     }
328 
329     return n;
330 }

4. 运行结果及分析

四、实验总结

在做这个程序的时候，觉得最难的是当前系统时间表示出来，另外我也用了每个调度算法调用不同的排序函数，在新加入的菜单选项后，觉得文件写入难，因为没怎么用文件写入读取，从开始做到完成花了有十几个小时吧，但还是有不足，有些是参考了别人的。