【操作系统】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？ |
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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：
源代码
#include<stdio.h> #include<string.h> struct job { char status; char name[10]; float arrtime; float reqtime; float startime; float finitime; float zhouzhuan; }; void FCFS(job jobs[],int temp[100],int jobnum);//先到先服务算法 void SJF(job jobs[10],int jobnum);//短作业优先算法 void HRRF(job jobs[10],int jobnum);//最高响应比优先算法 int main(void) { job jobs[10]; int jobnum,i; int temp[100]; int x,y; int k=0; int choice=1; printf("********************\n"); printf("1.FCFS算法调度\n"); printf("2.SJF算法调度\n"); printf("3.HRRF算法调度\n"); printf("4.调用系统清屏\n"); printf("0.退出算法调度\n"); printf("版权所有:纪焓\n"); printf("********************\n"); printf("请输入作业调度个数:"); scanf("%d",&jobnum); for(i=0;i<jobnum;i++) { printf("第%d个作业:\n",i+1); printf("作业%d名称:",i+1); scanf("%s",&jobs[i].name); printf("到达系统时间:"); scanf("%f",&jobs[i].arrtime); printf("CPU所需时间:"); scanf("%f",&jobs[i].reqtime); temp[i]=i; } //按到达系统时间排序 for(x=0;x<jobnum;x++) { for(y=x+1;y<jobnum;y++) { if(jobs[temp[x]].arrtime>jobs[y].arrtime) { k=temp[x]; temp[x]=temp[y]; temp[y]=k; } } } printf("\n"); printf("按到达系统时间排序:\n"); for(i=0;i<jobnum;i++) { printf("\tname\tarrtime\treqtime\n"); printf("N %d",i+1); printf("\t%s",jobs[temp[i]].name); printf("\t%.2f",jobs[temp[i]].arrtime); printf("\t%.2f",jobs[temp[i]].reqtime); printf("\n"); } //调用先到先服务算法 //FCFS(jobs,temp,jobnum); //调用短作业优先算法 //SJF(jobs,jobnum); while(choice!=0) { printf("请选择菜单项:"); scanf("%d",&choice); if(choice==1) { FCFS(jobs,temp,jobnum); } else if(choice==2) { SJF(jobs,jobnum); } else if(choice==3) { HRRF(jobs,jobnum); } } return 0; } /*先到先服务算法*/ void FCFS(job jobs[10],int temp[100],int jobnum) { int i=0; jobs[temp[0]].startime=jobs[temp[0]].arrtime; jobs[temp[0]].finitime=jobs[temp[0]].arrtime+jobs[temp[0]].reqtime; jobs[temp[0]].zhouzhuan=jobs[temp[0]].finitime-jobs[temp[0]].arrtime; for(i=1;i<jobnum;i++) { jobs[temp[i]].startime=jobs[temp[i-1]].finitime; jobs[temp[i]].finitime=jobs[temp[i]].startime+jobs[temp[i]].reqtime; jobs[temp[i]].zhouzhuan=jobs[temp[i]].finitime-jobs[temp[i]].arrtime; } printf("\n\n"); printf("调用先到先服务算法:\n\n"); printf("作业名 到达系统时间 CPU所需时间/h 开始时间 结束时间 周转时间/h\n"); for(i=0;i<jobnum;i++) { printf(" %s",jobs[temp[i]].name); printf(" %.2f",jobs[temp[i]].arrtime); printf(" %.2f",jobs[temp[i]].reqtime); printf(" %.2f",jobs[temp[i]].startime); printf(" %.2f",jobs[temp[i]].finitime); printf(" %.2f",jobs[temp[i]].zhouzhuan); printf("\n"); } } /*短作业优先算法*/ void SJF(job jobs[10],int jobnum) { int i,j; int k=0; int tempS[100]; for(i=0;i<jobnum;i++) { tempS[i]=i; } for(i=0;i<jobnum;i++) { for(j=i+1;j<jobnum;j++) { if(jobs[tempS[i]].reqtime>jobs[j].reqtime) { k=tempS[i]; tempS[i]=tempS[j]; tempS[j]=k; } } } jobs[tempS[0]].startime=jobs[tempS[0]].arrtime; jobs[tempS[0]].finitime=jobs[tempS[0]].arrtime+jobs[tempS[0]].reqtime; jobs[tempS[0]].zhouzhuan=jobs[tempS[0]].finitime-jobs[tempS[0]].arrtime; for(i=1;i<jobnum;i++) { jobs[tempS[i]].startime=jobs[tempS[i-1]].finitime; jobs[tempS[i]].finitime=jobs[tempS[i]].startime+jobs[tempS[i]].reqtime; jobs[tempS[i]].zhouzhuan=jobs[tempS[i]].finitime-jobs[tempS[i]].arrtime; } printf("\n\n"); printf("调用最短作业优先算法:\n\n"); printf("作业名 到达系统时间 CPU所需时间/h 开始时间 结束时间 周转时间/h\n"); for(i=0;i<jobnum;i++) { printf(" %s",jobs[tempS[i]].name); printf(" %.2f",jobs[tempS[i]].arrtime); printf(" %.2f",jobs[tempS[i]].reqtime); printf(" %.2f",jobs[tempS[i]].startime); printf(" %.2f",jobs[tempS[i]].finitime); printf(" %.2f",jobs[tempS[i]].zhouzhuan); printf("\n"); } } /*最高响应比优先算法*/ void HRRF(job jobs[10],int jobnum) { }
运行截图
输入1使用先到先服务算法
输入2使用短作业优先算法
输入0退出调度算法程序
