陈志昊201306104104 物联网1301

 

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、 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。

三、 实验方法、步骤及结果测试

   

    1.源程序名winner.c

        可执行程序名:winner.exe

    2.原理分析及流程图

     

 

     3.主要程序段及其解释:

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<string.h>
  3 #define J 100
  4 typedef struct Tony{
  5     char name[50];
  6     int enter;
  7     int start;
  8     int run;
  9     int finish;
 10     int total;
 11     float respond;
 12     int status;
 13 }t;
 14 void fcf(t job[],int n)
 15 {
 16     int y,a,i,trick=0;
 17     t jobtemp;
 18     for(y=0;y<n;y++)
 19     {
 20         for(a=y+1;a<n;a++)
 21         {
 22             if(job[a].enter<job[y].enter)
 23             {
 24                 strcpy(jobtemp.name,job[a].name);
 25                 strcpy(job[a].name,job[y].name);
 26                 strcpy(job[y].name,jobtemp.name);
 27                 jobtemp.enter=job[a].enter;
 28                 job[a].enter=job[y].enter;
 29                 job[y].enter=jobtemp.enter;
 30                 jobtemp.run=job[a].run;
 31                 job[a].run=job[y].run;
 32                 job[y].run=jobtemp.run;
 33             }
 34         }
 35     }
 36     for(y=0;y<n;y++)
 37     {
 38       if(job[y].enter<=trick)
 39          job[y].start=trick;
 40       else
 41          job[y].start=job[y].enter;
 42       trick=job[y].run+job[y].start;
 43       job[y].finish=job[y].run+job[y].start;
 44       job[y].total=job[y].finish-job[y].enter;
 45       job[y].respond=(float)(job[y].total)/(float)(job[y].run);
 46     }
 47     printf("\n\nJesus! you've finished FCFS,congratulations!!\nname\tenter\tstart\trun\ttotal\trespond\tfinish\n");
 48     for(i=0;i<n;i++)
 49     {
 50         printf("%s\t%d\t%d\t%d\t%d\t%.3f\t%d\n",job[i].name,job[i].enter,job[i].start,job[i].run,job[i].total,job[i].respond,job[i].finish);
 51     }
 52 }
 53 void hrr(t job[],int n)
 54 {
 55     int i,s;
 56     int now=0;
 57     t jobtemp;
 58     for(s=0;s<n;s++)
 59     {
 60         for(i=s+1;i<n;i++)
 61         {
 62             if((job[s].enter>job[i].enter)||((job[s].enter==job[i].enter)&&(job[s].run<job[i].run)))
 63             {
 64                 strcpy(jobtemp.name,job[s].name);
 65                 strcpy(job[s].name,job[i].name);
 66                 strcpy(job[i].name,jobtemp.name);
 67                 jobtemp.enter=job[s].enter;
 68                 job[s].enter=job[i].enter;
 69                 job[i].enter=jobtemp.enter;
 70                 jobtemp.run=job[s].run;
 71                 job[s].run=job[i].run;
 72                 job[i].run=jobtemp.run;
 73             }
 74         }
 75     }
 76     for(s=0;s<n;s++)
 77     {
 78         if(job[s].enter<=now)
 79             job[s].start=now;
 80         else
 81             job[s].start=job[s].enter;
 82         now=job[s].start+job[s].run;
 83         job[s].finish=now;
 84         job[s].total=job[s].finish-job[s].enter;
 85         job[s].respond=(float)(job[s].total)/(float)(job[s].run);
 86     }
 87     printf("\n\nGoddamn it! hrr complete,excellent job!!\nname\tenter\tstart\trun\ttotal\trespond\tfinish\n");
 88     for(i=0;i<n;i++)
 89     {
 90         printf("%s\t%d\t%d\t%d\t%d\t%.3f\t%d\n",job[i].name,job[i].enter,job[i].start,job[i].run,job[i].total,job[i].respond,job[i].finish);
 91     }
 92 }
 93 void secon(t job[],int n)
 94 {
 95     int d,s,i,now=0;
 96     t jobtemp;
 97     for(d=0;d<n;d++)
 98     {
 99         for(s=d+1;s<n;s++)
100         {
101             if(job[d].enter>=job[s].enter)
102             {
103                 strcpy(jobtemp.name,job[d].name);
104                 strcpy(job[d].name,job[s].name);
105                 strcpy(job[s].name,jobtemp.name);
106                 jobtemp.enter=job[d].enter;
107                 job[d].enter=job[s].enter;
108                 job[s].enter=jobtemp.enter;
109                 jobtemp.run=job[d].run;
110                 job[d].run=job[s].run;
111                 job[s].run=jobtemp.run;
112             }
113         }
114     }
115     for(d=0;d<n;d++)
116     {
117         if(job[d].status==0)
118         {
119             if(job[d].enter>now)
120                 now=job[d].enter;
121             for(s=d+1;s<n;s++)
122             {
123                 if((job[s].status==0)&&(job[s].run<job[d].run)&&(job[s].enter<now))
124                 {
125 
126                 strcpy(jobtemp.name,job[d].name);
127                 strcpy(job[d].name,job[s].name);
128                 strcpy(job[s].name,jobtemp.name);
129                 jobtemp.enter=job[d].enter;
130                 job[d].enter=job[s].enter;
131                 job[s].enter=jobtemp.enter;
132                 jobtemp.run=job[d].run;
133                 job[d].run=job[s].run;
134                 job[s].run=jobtemp.run;
135 
136                 }
137             }
138         }
139         job[d].start=now;
140         job[d].finish=job[d].start+job[d].run;
141         job[d].total=job[d].finish-job[d].enter;
142         job[d].status=1;
143         now+=job[d].run;
144         job[d].respond=(float)(job[d].total)/(float)(job[d].run);
145 
146     }
147 
148     printf("\n\nJesus! you've finished SJF,well done!!\nname\tenter\tstart\trun\ttotal\trespond\tfinish\n");
149     for(i=0;i<n;i++)
150     {
151         printf("%s\t%d\t%d\t%d\t%d\t%.3f\t%d\n",job[i].name,job[i].enter,job[i].start,job[i].run,job[i].total,job[i].respond,job[i].finish);
152     }
153 }
154 main()
155 {
156     t job [J];
157     int n,i,w;
158     printf("The copyright is mine-Tony Chan,do not be a copycat,thx!\n\n now just enjoy the fascinating C#project~~\n\n");
159     printf("enter the quantity of the array: ");
160     scanf("%d",&n);
161     printf("please input na en run respectively :-) \n");
162     for(i=0;i<n;i++)
163     {
164      printf("this is NO.%d\n",i+1);
165      scanf("%s",&job[i].name);
166      scanf("%d",&job[i].enter);
167      scanf("%d",&job[i].run);
168      job[i].status=0;
169     }
170     printf("Now you got %d job(s)\n",n);
171     printf("name\tenter\trun\n");
172     for(i=0;i<n;i++)
173     {
174         printf("%s\t%d\t%d\n",job[i].name,job[i].enter,job[i].run);
175     }
176     do{
177     printf("\n\nWhich methods you are eager to choose ? :-) \n 1.fcf 2.hrr 3.secon (pressing other number means quit)\n");
178     scanf("%d",&w);
179     switch(w)
180     {
181     case 1:
182     fcf(job,n);
183     break;
184     case 2:
185     hrr(job,n);
186     break;
187     case 3:
188     secon(job,n);
189     break;
190     default:
191         w=0;
192         break;
193     }
194     }while(w);
195 }

 

 

     4.运行结果及分析

      初始化输入作业,然后进行调度.

先来先处理和最高响应比算法的实现. 最短处理时间优先法的运行.

 

四、 实验总结

  这次实验是开学以来这门课程最难的实验,就我而言,非常有挑战性.但是我也是愿意接受挑战.

  首先这实验基于进程调度的,因此单位时间内CPU只能调用一个作业。

  其次我们要了解这3个方法的规则,还有分清具体的运算逻辑。

  总而言之这次实验难度较大,但是我受益匪浅。