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
|
序号 |
准备内容 |
完成情况 |
|
1 |
什么是作业？ |
|
|
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？ |
|
|
5 |
如何编程实现作业调度算法？ |
|
|
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. 代码
1 #include "h.h"
2
3 struct job
4 {
5 char name[10];
6 char status;
7
8 int id;
9 int arrtime;
10 int reqtime;
11 int startime;
12 int finitime;
13 int waittime;
14
15 int TAtime;
16 float TAWtime;
17 float prio;
18 }jobarr[24], jobfin[24], job[24];
19
20 int systime = 0;
21 int intarr, intfin, intjob;
22
23 int readFile()
24 {
25 int m=0;
26 int i=0;
27 FILE *fp; //定义文件指针
28 fp=fopen("3.txt","r"); //打开文件
29 if(fp==NULL)
30 {
31 printf("File open error !\n");
32 exit(0);
33 }
34 printf("\n id 作业到达时间 作业运行所需要时间\n");
35 while(!feof(fp))
36 {
37 fscanf(fp,"%d%d%d",&job[i].id,&job[i].arrtime,&job[i].reqtime); //fscanf()函数将数据读入
38 printf("\n%3d%12d%15d",job[i].id,job[i].arrtime,job[i].reqtime); //输出到屏幕
39 i++;
40 };
41
42 if(fclose(fp)) //关闭文件
43 {
44 printf("Can not close the file !\n");
45 exit(0);
46 }
47 m=i-1;
48 return m;
49
50 }
51
52 //伪随机数产生器
53 int randNumber()
54 {
55 int i,n;
56 // srand((unsigned)time(0)); //参数seed是rand()的种子，用来初始化rand()的起始值。
57 //输入作业数
58 n=rand()%23+5;
59 for(i=0; i<=n; i++)
60 {
61 job[i].id=i;
62 //作业到达时间
63 job[i].arrtime=rand()%29+1;
64 //作业运行时间
65 job[i].reqtime=rand()%7+1;
66 }
67 printf("\n id 作业到达时间 作业运行所需要时间\n");
68 for(i=0; i<=n; i++)
69 {
70 printf("\n%3d%12d%15d",job[i].id,job[i].arrtime,job[i].reqtime);
71 }
72 return n;
73
74 }
75
76 void sort(int n, int x)
77 {
78 int i, j;
79 for(i = 0 + x; i <= n; i++)
80 {
81 for(j = i+1; j <= n; j++)
82 {
83 if(job[i].arrtime > job[j].arrtime)
84 {
85 struct job tmp = job[i];
86 job[i] = job[j];
87 job[j] = tmp;
88 }
89 }
90 }
91 }
92
93 void show(int n)
94 {
95 int i = 0;
96
97
98
99 printf("\n id 作业到达时间 作业完成时间 运行时间 作业周转时间 带权周转时间\n");
100 for(i=0; i<=n; i++)
101 {
102 printf("\n%3d%12d%15d%15d%15d%15.2f",job[i].id, job[i].arrtime, job[i].finitime, job[i].reqtime, job[i].TAtime, job[i].TAWtime);
103 }
104
105 int allTAtime = 0;
106 float allTAWtime = 0;
107 for(i = n; i <= n; i++)
108 {
109 allTAtime += job[i].TAtime;
110 allTAWtime += job[i].TAWtime;
111 }
112
113 printf("\n平均作业周转时间：%0.2f", (float)allTAtime / n);
114 printf("\n平均作业带权周转时间：%0.2f\n", allTAWtime / n);
115 }
116
117 void FCFS(int n)
118 {
119 int i;
120
121 printf("\n\t\t**********先来先服务FCFS***********\n\n");
122 sort(n, 0);
123
124 printf("\n id 作业到达时间 作业运行所需要时间\n");
125
126 for(i = 0; i <= n; i++)
127 {
128 printf("\n%3d%12d%15d",job[i].id,job[i].arrtime,job[i].reqtime);
129 }
130
131 for(i = 0; i <= n; i++)
132 {
133 if(i == 0 || job[i-1].finitime < job[i].arrtime)
134 {
135 job[i].finitime = job[i].arrtime + job[i].reqtime;
136 job[i].TAtime = job[i].finitime - job[i].arrtime;
137 job[i].TAWtime = (float)job[i].TAtime / job[i].reqtime;
138 }
139 else
140 {
141 job[i].finitime = job[i-1].finitime + job[i].reqtime;
142 job[i].TAtime = job[i].finitime - job[i].arrtime;
143 job[i].TAWtime = (float)job[i].TAtime / job[i].reqtime;
144 }
145 }
146
147 show(n);
148
149 }
150
151 void SJF(int n)
152 {
153 int i = 0, j = 0, x = 0;
154
155 printf("\n\t\t**********短作业优先SJF***********\n\n");
156
157 for(x = 0; x <= n; x++)
158 {
159 if(x == 0)
160 {
161 sort(n, 0);
162 printf("\n id 作业到达时间 作业运行所需要时间\n");
163
164 for(i = 0; i <= n; i++)
165 {
166 printf("\n%3d%12d%15d",job[i].id,job[i].arrtime,job[i].reqtime);
167 }
168
169 for(i = 0; i <= n; i++)
170 {
171 if(i == 0 || job[i-1].finitime < job[i].arrtime)
172 {
173 job[i].finitime = job[i].arrtime + job[i].reqtime;
174 job[i].TAtime = job[i].finitime - job[i].arrtime;
175 job[i].TAWtime = (float)job[i].TAtime / job[i].reqtime;
176 }
177 else
178 {
179 job[i].finitime = job[i-1].finitime + job[i].reqtime;
180 job[i].TAtime = job[i].finitime - job[i].arrtime;
181 job[i].TAWtime = (float)job[i].TAtime / job[i].reqtime;
182 }
183 }
184
185 }
186 else if(job[x-1].finitime < job[x].arrtime)
187 {
188 sort(n, x);
189 }
190 else
191 {
192 for(i = x; i <= n; i++)
193 {
194 for(j = i+1; j <= n; j++)
195 {
196 if(job[i].reqtime > job[j].reqtime)
197 {
198 struct job tmp = job[i];
199 job[i] = job[j];
200 job[j] = tmp;
201 }
202 }
203 }
204 }
205 }
206
207 show(n);
208
209 }
210
211 void HRRF(int n)
212 {
213 int i, x;
214
215 printf("\n\t\t**********响应比最高者优先HRRF算法***********\n\n");
216
217 for(x = 0; x <= n; x++)
218 {
219 if(x == 0)
220 {
221 sort(n, 0);
222 printf("\n id 作业到达时间 作业运行所需要时间\n");
223
224 for(i = 0; i <= n; i++)
225 {
226 printf("\n%3d%12d%15d",job[i].id,job[i].arrtime,job[i].reqtime);
227 }
228
229 for(i = 0; i <= n; i++)
230 {
231 if(i == 0 || job[i-1].finitime < job[i].arrtime)
232 {
233 job[i].finitime = job[i].arrtime + job[i].reqtime;
234 job[i].TAtime = job[i].finitime - job[i].arrtime;
235 job[i].TAWtime = (float)job[i].TAtime / job[i].reqtime;
236 }
237 else
238 {
239 job[i].finitime = job[i-1].finitime + job[i].reqtime;
240 job[i].TAtime = job[i].finitime - job[i].arrtime;
241 job[i].TAWtime = (float)job[i].TAtime / job[i].reqtime;
242 }
243 }
244
245 for(i = x; i <= n; i++)
246 {
247 job[i].waittime = job[x-1].finitime - job[i].arrtime;
248 job[i].prio = 1 + (float)job[i].waittime / (float)job[i].reqtime;
249
250 }
251
252 for(i = x; i <= n; i++)
253 {
254 for(int j = i+1; j <= n; j++)
255 {
256 if(job[i].prio < job[j].prio)
257 {
258 struct job tmp = job[i];
259 job[i] = job[j];
260 job[j] = tmp;
261 }
262 }
263 }
264
265 }
266 else if(job[x-1].finitime < job[x].arrtime)
267 {
268 sort(n, x);
269 }
270 else
271 {
272 for(i = x; i <= n; i++)
273 {
274 job[i].waittime = job[x-1].finitime - job[i].arrtime;
275 job[i].prio = 1 + (float)job[i].waittime / (float)job[i].reqtime;
276
277 }
278
279 printf(" \nid 最高响应比\n");
280 for(i = x; i <= n; i++)
281 printf("%3d%12.2f\n", job[i].id, job[i].prio);
282 }
283 }
284
285 show(n);
286 }
1 #include "h.h"
2
3 int main(void)
4 {
5 int n = 0;
6 int option = 0;
7
8 printf("\t\t********************************\n");
9 printf("\t\t 1. 调用文本写入数据\n");
10 printf("\t\t 2. 调用随机数产生的数据\n");
11 printf("\t\t 3. 调用自己填入模拟数据\n");
12 printf("\t\t********************************\n\n");
13
14 printf("\t请选择菜单项：");
15 scanf("%d", &option);
16 switch(option)
17 {
18 case 1:
19 n = readFile();
20 break;
21 case 2:
22 n = randNumber();
23 break;
24 case 3:
25 break;
26 }
27
28 printf("\n\n\n\t\t********************************\n");
29 printf("\t\t 1. FCFS算法调度\n");
30 printf("\t\t 2. SJF算法调度\n");
31 printf("\t\t 3. HRRF算法调度\n");
32 printf("\t\t 4. 调用系统清屏\n");
33 printf("\t\t 0. 退出算法调度\n");
34 printf("\t\t********************************\n\n");
35
36 printf("\t请选择菜单项：");
37 scanf("%d", &option);
38 switch(option)
39 {
40 case 1:
41 FCFS(n);
42 break;
43 case 2:
44 SJF(n);
45 break;
46 case 3:
47 HRRF(n);
48 break;
49 }
50
51
52
53 return 0;
54 }
#ifndef H_H #define H_H #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int readFile(); int randNumber(); void FCFS(int n); void SJF(int n); void HRRF(int n); #endif H_H
时间： 2024-10-01 20:23:03