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、 实验准备
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序号 |
准备内容 |
完成情况 |
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1 |
什么是作业？ |
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2 |
一个作业具备什么信息？ |
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3 |
为了方便模拟调度过程，作业使用什么方式的数据结构存放和表示？JCB |
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4 |
操作系统中，常用的作业调度算法有哪些？ |
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5 |
如何编程实现作业调度算法？ |
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6 |
模拟程序的输入如何设计更方便、结果输出如何呈现更好？ |
五、 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
单道FCFS算法：
#include<stdio.h>
struct jcb
{
char name[10];
char status;
int arrtime;
int startime;
int reqtime;
int finitime;
float TAtime;
float TAWtime;
float prio;
} jobarr[24],jobfin[24],job[24];
void Finishtime(int n,jcb job[]);
TAtime(int n,jcb job[],float averageTAtime);
TAWtime(int n,jcb job[],float averageTAWtime);
void OrderByarrtime(int n,jcb job[]);
void putOutjob(jcb job[],int n);
void main()
{
float averageTAtime=0;
float averageTAWtime=0;
int n;
int systime=0;
printf("作业数:");
scanf("%d",&n);
for(int i=0;i<n;i++)
{
printf("第%d个作业:\n",i+1);
printf("作业名称:");
scanf("%s",job[i].name);
printf("到达时间:");
scanf("%d",&job[i].arrtime);
printf("要求服务时间:");
scanf("%d",&job[i].reqtime);
printf("\n");
}
OrderByarrtime(n,job);
Finishtime(n,job);
averageTAtime=TAtime(n,job,averageTAtime);
averageTAWtime=TAWtime(n,job,averageTAWtime);
putOutjob(job,n);
printf("现在系统时间:%d\n",systime);
printf("平均周转时间=%f\n",averageTAtime);
printf("平均带权周转时间=%f\n",averageTAWtime);
}
void putOutjob(jcb job[],int n)
{
int i;
printf("\n\n作业名|到达时间|服务时间|开始时间|结束时间|周转时间|带权周转时间\n");
for(i=0;i<n;i++)
{
printf("%s\t%d\t%d\t%d\t%d\t%f\t%f\n",job[i].name,job[i].arrtime,job[i].reqtime,job[i].startime,job[i].finitime,job[i].TAtime,job[i].TAWtime);
}
}
void OrderByarrtime(int n,jcb job[])
{
int i,j;
jcb tmp;
for(i=0;i<n-1;i++)
for(j=i+1;j<n;j++)
{
if(job[i].arrtime>job[j].arrtime)
{
tmp=job[i];
job[i]=job[j];
job[j]=tmp;
}
}
}
void Finishtime(int n,jcb job[])
{
int i;
for(i=0;i<n;i++)
{
if(i==0)
{
job[i].finitime=job[i].arrtime+job[i].reqtime;
job[i].startime=job[i].finitime;
}
else
{
job[i].finitime=job[i-1].startime+job[i].reqtime;
job[i].startime=job[i].finitime;
}
}
}
TAtime(int n,jcb job[],float averageTAtime)
{
int i;
float sum=0;
for(i=0;i<n;i++)
{
job[i].TAtime=job[i].finitime-job[i].arrtime;
sum=sum+job[i].TAtime;
}
averageTAtime=sum/(double)n;
return averageTAtime;
}
TAWtime(int n,jcb job[],float averageTAWtime)
{
int i;
float sum=0;
for(i=0;i<n;i++)
{
job[i].TAWtime=job[i].TAtime/job[i].reqtime;
sum=sum+job[i].TAWtime;
}
averageTAWtime=sum/(double)n;
return averageTAWtime;
}
实验总结：困难比较大，对作业优先调度计算不太清楚，多查找资料，进行整合学习，实验结果有待提高。