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\n");
5 printf("作业名称\t提交时刻\t运行时间\n");
6 for(i=0;i<n;i++)
7 {
8 printf("%s\t\t%d\t\t%d\n",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!\n");
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\t提交时刻\t运行时间\n");
24 for(i=0;i<n;i++)
25 {
26 printf("%s\t\t%d\t\t%d\n",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("\n\n\n**********先来先服务算法FCFS*************\n");
35 sort(n);
36 while(i<n)
37 {
38 l=0;
39 while(jArray[i].submittime>time)
40 {
41 l++;
42 time++;
43 printf("\n当前系统时间为:%d\n",time);
44 printf("\n请按任意键继续......");
45 fflush(stdin);
46 getch();
47 }
48 if(l==0)
49 {
50 printf("\n当前系统时间为:%d\n",time);
51 printf("\n请按任意键继续......");
52 fflush(stdin);
53 getch();
54 }
55 printf("\n还未进入后备队列的作业!\n");
56 printf("作业名称\t提交时刻\t运行时间\n");
57 for(j=i+1;j<n;j++)
58 {
59 if(jArray[j].submittime>time)
60 {
61 printf("%s\t\t%d\t\t%d\n",jArray[j].jobname,jArray[j].submittime,jArray[j].runtime);
62 }
63 }
64 printf("\n进入后备队列的作业!\n");
65 printf("作业名称\t提交时刻\t运行时间\n");
66 for(j=i;j<n;j++)
67 {
68 if(jArray[j].submittime<=time)
69 {
70 printf("%s\t\t%d\t\t%d\n",jArray[j].jobname,jArray[j].submittime,jArray[j].runtime);
71 }
72 }
73 printf("\n处于运行的作业为:%s\n",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!\n");
80 printf("\n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\n");
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\n\n",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("\n平均作业周转时间=%.2f\n",averageround);
89 average=average/n;
90 printf("\n平均作业带权周转时间=%.2f\n\n\n\n",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\t\t%d\t\t%d\n",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("\n当前系统时间为:%d\n",time);
129 printf("\n请按任意键继续......");
130 fflush(stdin);
131 getch();
132 }
133 if(l==0)
134 {
135 printf("\n当前系统时间为:%d\n",time);
136 printf("\n请按任意键继续......");
137 fflush(stdin);
138 getch();
139 }
140 printf("\n还未进入后备队列的作业!\n");
141 printf("作业名称\t提交时刻\t运行时间\n");
142 for(j=i+1;j<n;j++)
143 {
144 if(jArray[j].submittime>time)
145 {
146 printf("%s\t\t%d\t\t%d\n",jArray[j].jobname,jArray[j].submittime,jArray[j].runtime);
147 }
148 }
149 printf("\n进入后备队列的作业!\n");
150 printf("作业名称\t提交时刻\t运行时间\n");
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("\n处于运行的作业为:%s\n",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!\n");
168 printf("\n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\n");
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\n\n",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("\n平均作业周转时间=%.2f\n",averageround);
177 average=average/n;
178 printf("\n平均作业带权周转时间=%.2f\n\n\n\n",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\t\t%d\t\t%d\n",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("\n当前系统时间为:%d\n",time);
217 printf("\n请按任意键继续......");
218 fflush(stdin);
219 getch();
220 }
221 if(l==0)
222 {
223 printf("\n当前系统时间为:%d\n",time);
224 printf("\n请按任意键继续......");
225 fflush(stdin);
226 getch();
227 }
228 printf("\n还未进入后备队列的作业!\n");
229 printf("作业名称\t提交时刻\t运行时间\n");
230 for(j=i+1;j<n;j++)
231 {
232 if(jArray[j].submittime>time)
233 {
234 printf("%s\t\t%d\t\t%d\n",jArray[j].jobname,jArray[j].submittime,jArray[j].runtime);
235 }
236 }
237 printf("\n进入后备队列的作业!\n");
238 printf("作业名称\t提交时刻\t运行时间\n");
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("\n处于运行的作业为:%s\n",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!\n");
263 printf("\n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\n");
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\n\n",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("\n平均作业周转时间=%.2f\n",averageround);
273 average=average/n;
274 printf("\n平均作业带权周转时间=%.2f\n\n\n\n",average);
275 i++;
276 }
277 }
278 void quit()
279 {
280 printf("谢谢使用该系统!\n");
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!\n");
291 exit(0);
292 }
293 printf("\n 作业名称\t提交时刻\t运行时间\n");
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("\n%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!\n");
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("\n 作业名称\t提交时刻\t运行时间\n");
320 for(int i=0;i<n;i++)
321 {
322
323 jArray[i].submittime=rand() %24;
324 jArray[i].runtime=rand() %100;
325 printf("\n%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。
时间： 2024-08-11 13:17:58