实验二、作业调度模拟程序实验
专业 商业软件工程 姓名 丘惠敏 学号 201406114203
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。
三、 实验方法、步骤及结果测试
1. 源程序名：压缩包文件（rar或zip）中源程序名 job3.c
可执行程序名：job3.exe
2. 原理分析及流程图
主要通过数组和结构体存储各个作业信息，再用排序实现各个调度算法。
1 struct jcb{
2 int id;
3 char status;
4
5 int arrtime;
6 int reqtime;
7 int startime;
8 int finitime;
9
10 float TAtime,TAWtime;
11 float prio;
12 } jobarr[24],jobfin[24],job[24];
3. 主要程序段及其解释：
1 #include<stdio.h>
2 #include<stdlib.h>
3 #include<time.h>
4 struct jcb{
5 int id;
6 char status;
7
8 int arrtime;
9 int reqtime;
10 int startime;
11 int finitime;
12
13 float TAtime,TAWtime;
14 float prio;
15 } jobarr[24],jobfin[24],job[24];
16 int systime=0;
17 //主菜单
18 void menu()
19 {
20 printf("***************************************\n");
21 printf(" 1.调用文本写入数据\n");
22 printf(" 2.调用伪随机数的产生数据\n");
23 printf(" 3.调用自己输入模拟数据\n");
24 printf("***************************************\n");
25 }
26 //调度算法菜单
27 void menu0()
28 {
29 printf("\n***************************************\n");
30 printf(" 1.FCFS算法调度\n");
31 printf(" 2.SJF算法调度\n");
32 printf(" 3.HRRF算法调度\n");
33 printf(" 4.调用系统清屏\n");
34 printf(" 0.退出算法调度\n");
35 printf("***************************************\n");
36 }
37 //短作业优先排序
38 void sort(int n)
39 {
40 int i,j;
41 struct jcb temp;
42 for(i=2;i<n;i++)
43 for(j=i+1;j<=n;j++)
44 if(jobarr[i].reqtime>jobarr[j].reqtime) //根据最短的要求服务时间排序
45 {
46 temp=jobarr[i];
47 jobarr[i]=jobarr[j];
48 jobarr[j]=temp;
49 }
50 }
51 //先到先服务排序
52 void sort0(int n)
53 {
54 int i,j;
55 struct jcb temp;
56 for(i=2;i<n;i++)
57 for(j=i+1;j<=n;j++)
58 if(job[i].arrtime>job[j].arrtime) //根据到达时间排序
59 {
60 temp=job[i];
61 job[i]=job[j];
62 job[j]=temp;
63 }
64 }
65 //自己输入模拟数据
66 void shoushu()
67 {
68 int n;
69 printf("作业个数:");
70 scanf("%d",&n);
71 for(int i=1;i<=n;i++)
72 {
73 printf("\n第%d个作业:",i+1);
74 printf("\n输入id:");
75 scanf("%d",&job[i].id);
76 printf("到达时间:");
77 scanf("%d",&job[i].arrtime);
78 printf("要求服务时间:");
79 scanf("%d",&job[i].reqtime);
80 jobarr[i]=job[i];
81 }
82 }
83 //文本写入数据
84 int ReadFile()
85 {
86 int m=0;
87 int i=1;
88 FILE *fp; //定义文件指针
89 fp=fopen("4.txt","r"); //打开文件
90 if(fp==NULL)
91 {
92 printf("File open error !\n");
93 exit(0);
94 }
95 printf("\n id 作业到达时间 作业运行所需要时间\n");
96 while(!feof(fp))
97 {
98 fscanf(fp,"%d%d%d",&job[i].id,&job[i].arrtime,&job[i].reqtime); //fscanf()函数将数据读入
99 printf("\n%3d%12d%15d",job[i].id,job[i].arrtime,job[i].reqtime); //输出到屏幕
100 i++;
101 };
102
103 if(fclose(fp)) //关闭文件
104 {
105 printf("Can not close the file !\n");
106 exit(0);
107 }
108 m=i-1;
109 return m;
110
111 }
112 //伪随机数的产生数据
113 int Pseudo_random_number()
114 {
115 int i,n;
116 srand((unsigned)time(0)); //参数seed是rand()的种子，用来初始化rand()的起始值。
117 //输入作业数
118 n=rand()%23+5;
119 for(i=1; i<=n; i++)
120 {
121 job[i].id=i;
122 //作业到达时间
123 job[i].arrtime=rand()%29+1;
124 //作业运行时间
125 job[i].reqtime=rand()%7+1;
126 }
127 printf("\n id 作业到达时间 作业运行所需要时间\n");
128 for(i=1; i<=n; i++)
129 {
130 printf("\n%3d%12d%15d",job[i].id,job[i].arrtime,job[i].reqtime);
131 }
132 return n;
133
134 }
135 //先来先服务算法FCFS
136 void FCFS()
137 {
138 int i=1,j=1;
139 float sumTA=0,sumTAW=0;
140 printf("-----------先来先服务算法FCFS-------------\n");
141 printf("\n id 作业到达时间 作业运行所需要时间\n");
142 while(job[j].id!=NULL)
143 {
144 printf("\n%3d%12d%15d",job[j].id,job[j].arrtime,job[j].reqtime); //输出到屏幕
145 j++;
146 }
147 sort0(j-1);
148 printf("\n\n id 作业到达时间 作业完成时间 运行时间 作业周转时间 带权作业周转时间\n");
149 while(job[i].id!=NULL)
150 {
151 if(i==1) //第一个作业先到达，先被调度
152 {
153 job[i].startime=job[i].arrtime;
154 }
155 else //其他作业被调度
156 {
157 if(job[i-1].finitime>=job[i].arrtime) //如果上一个作业的完成时间大于下一个到达时间，则下一个开始时间为上一个作业的完成时间
158 job[i].startime=job[i-1].finitime;
159 else
160 job[i].startime=job[i].arrtime; //否则下一个开始时间即它的到达时间
161 }
162 job[i].finitime=job[i].startime+job[i].reqtime; //计算完成时间
163 job[i].TAtime=job[i].finitime-job[i].arrtime; //计算周转时间
164 job[i].TAWtime=job[i].TAtime/job[i].reqtime; //计算带权周转时间
165 sumTA+=job[i].TAtime;
166 sumTAW+=job[i].TAWtime;
167 printf("\n%3d%12d%13d%14d%12.0lf%14.2lf",job[i].id,job[i].arrtime,job[i].finitime,job[i].reqtime,job[i].TAtime,job[i].TAWtime);
168 i++;
169 }
170 printf("\n平均作业周转时间= %.2lf",sumTA/(i-1));
171 printf("\n平均带权作业周转时间= %.2lf",sumTAW/(i-1));
172 }
173 //最短作业优先算法SJF
174 void SJF()
175 {
176 int i=1,j=1;
177 float sumTA=0,sumTAW=0;
178 printf("-----------最短作业优先算法SJF-------------\n");
179 printf("\n id 作业到达时间 作业运行所需要时间\n");
180 while(job[j].id!=NULL)
181 {
182 printf("\n%3d%12d%15d",job[j].id,job[j].arrtime,job[j].reqtime); //输出到屏幕
183 jobarr[j]=job[j];
184 j++;
185 }
186 sort(j-1);
187 printf("\n\n id 作业到达时间 作业完成时间 运行时间 作业周转时间 带权作业周转时间\n");
188 while(jobarr[i].id!=NULL)
189 {
190 if(i==1)
191 {
192 jobarr[i].startime=jobarr[i].arrtime;
193 }
194 else
195 {
196 if(jobarr[i-1].finitime>=jobarr[i].arrtime)
197 jobarr[i].startime=jobarr[i-1].finitime;
198 else
199 jobarr[i].startime=jobarr[i].arrtime;
200 }
201 jobarr[i].finitime=jobarr[i].startime+jobarr[i].reqtime;
202 jobarr[i].TAtime=jobarr[i].finitime-jobarr[i].arrtime;
203 jobarr[i].TAWtime=jobarr[i].TAtime/jobarr[i].reqtime;
204 sumTA+=jobarr[i].TAtime;
205 sumTAW+=jobarr[i].TAWtime;
206 printf("\n%3d%12d%13d%14d%12.0lf%14.2lf",jobarr[i].id,jobarr[i].arrtime,jobarr[i].finitime,jobarr[i].reqtime,jobarr[i].TAtime,jobarr[i].TAWtime);
207 i++;
208 }
209 printf("\n平均作业周转时间= %.2lf",sumTA/(i-1));
210 printf("\n平均带权作业周转时间= %.2lf",sumTAW/(i-1));
211 }
212 //最高响应比排序
213 void sort1(int n,int k)
214 {
215 int i,j;
216 struct jcb temp;
217 for(i=k;i<n;i++)
218 for(j=i+1;j<=n;j++)
219 if(jobfin[i].prio<jobfin[j].prio)
220 {
221 temp=jobfin[i];
222 jobfin[i]=jobfin[j];
223 jobfin[j]=temp;
224 }
225 }
226 //响应比最高者优先HRRF算法
227 void HRRF()
228 {
229 int i=1,j=1,k=1;
230 float sumTA=0,sumTAW=0;
231 printf("-----------响应比最高者优先HRRF算法-------------\n");
232 printf("\n id 作业到达时间 作业运行所需要时间\n");
233 while(job[j].id!=NULL)
234 {
235 printf("%3d%12d%15d\n",job[j].id,job[j].arrtime,job[j].reqtime); //输出到屏幕
236 jobfin[j]=job[j];
237 j++;
238 }
239 while(jobfin[k].id!=NULL)
240 {
241 i=k;
242 if(k==1)
243 {
244 jobfin[i].startime=jobfin[i].arrtime;
245 jobfin[i].finitime=jobfin[i].startime+jobfin[i].reqtime;
246 jobfin[i].TAtime=jobfin[i].finitime-jobfin[i].arrtime;
247 jobfin[i].TAWtime=jobfin[i].TAtime/jobfin[i].reqtime;
248 }
249 else
250 {
251 printf("\nid 最高响应比\n");
252 while(jobfin[i].id!=NULL)
253 {
254 if(jobfin[k-1].finitime>=job[i].arrtime)
255 {
256 jobfin[i].startime=jobfin[k-1].finitime;
257 jobfin[i].prio=(jobfin[i].startime-jobfin[i].arrtime)/(jobfin[i].reqtime/1.0)+1;
258 }
259 else
260 {
261 jobfin[i].startime=0;
262 jobfin[i].prio=0;
263 }
264 i++;
265 }
266 sort1(j-1,k);
267 for(i=k;i<j;i++)
268 printf("%3d%10.2lf\n",jobfin[i].id,jobfin[i].prio);
269 jobfin[k].finitime=jobfin[k-1].finitime+jobfin[k].reqtime;
270 jobfin[k].TAtime=jobfin[k].finitime-jobfin[k].arrtime;
271 jobfin[k].TAWtime=jobfin[k].TAtime/jobfin[k].reqtime;
272 }
273 k++;
274 }
275 printf("\n\n id 作业到达时间 作业完成时间 运行时间 作业周转时间 带权作业周转时间\n");
276 for(i=1;i<j;i++)
277 {
278 printf("\n%3d%12d%13d%14d%12.0lf%14.2lf",jobfin[i].id,jobfin[i].arrtime,jobfin[i].finitime,jobfin[i].reqtime,jobfin[i].TAtime,jobfin[i].TAWtime);
279 sumTA+=jobfin[i].TAtime;
280 sumTAW+=jobfin[i].TAWtime;
281 }
282 printf("\n平均作业周转时间= %.2lf",sumTA/(i-1));
283 printf("\n平均带权作业周转时间= %.2lf",sumTAW/(i-1));
284 }
285 void main0()
286 {
287 int tmp;
288 while(1)
289 {
290 menu0();
291 printf("\n请选择菜单项:");
292 scanf("%d",&tmp);
293 switch (tmp)
294 {
295 case 1:
296 FCFS();
297 break;
298 case 2:
299 SJF();
300 break;
301 case 3:
302 HRRF();
303 break;
304 case 4:
305 system("cls");
306 break;
307 case 0:
308 return;
309 }
310 }
311 }
312 main()
313 {
314 int tmp;
315 while(1)
316 {
317 menu();
318 printf("\n请选择菜单项:");
319 scanf("%d",&tmp);
320 switch (tmp)
321 {
322 case 1:
323 ReadFile();
324 break;
325 case 2:
326 Pseudo_random_number();
327 break;
328 case 3:
329 shoushu();
330 break;
331 }
332 main0();
333 printf("\n");
334 }
335 }
4. 运行结果及分析
文本写入数据 伪随机数的产生数据
自己输入模拟数据
FCFS算法调度
SJF算法调度
HRRF算法调度
四、 实验总结
一开始看到老师展示这个实验时，我觉得这是一个很难的实验，即使给我一周也做不完。但是跟着老师的步骤一步一步来，我在一周内把这个实验基本完成了。有时候看起来不可能的任务，被拆解成多部分，在一步一步来完成，我们也能达到我们的目标。
时间： 2024-12-16 10:18:26