实验二、作业调度模拟实验

实验二、作业调度模拟实验

 

13物联网 201306104125 黄楠

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。

 

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。

 

2.1 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）。

 

2.2 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。

 

2.3 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。

 

2.4 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。

三、 实验方法、步骤及结果测试

 

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include <string.h>

//定义一个作业调度的结构体

typedef struct JCB{

char name[10];

char state;//作业进行的状态

int arrive_t;//到达时间

//int present_t;//提交时间

int start_t;//运行了一段时间后被抢占资源,还需要的时间

int finish_t;//结束时间

int need_t;//运行需要时间

int zz_t;//周转时间

int priority; //优先级

int actual_run_t;//实际运行时间

char depend[10];//完成的前提作业

struct JCB *next;//指向下一个作业

}jcb;

jcb job[100],temp[100];

int time=10000,n,flag;//计时器 //flag标志当前作业剩余量

void get_value();

void paixu(jcb jb[100],int n)

{

int i,j;

for(i=0;i<n;i++)

{

for(j=i+1;j<n;j++)

if(job[i].arrive_t>job[j].arrive_t)

{

temp[i].arrive_t=job[i].arrive_t;

job[i].arrive_t=job[j].arrive_t;

job[j].arrive_t=temp[i].arrive_t;

temp[i].need_t=job[i].need_t;

job[i].need_t=job[j].need_t;

job[j].need_t=temp[i].need_t;

strcpy(temp[j].name,job[i].name);

strcpy(job[i].name,job[j].name);

strcpy(job[j].name,temp[i].name);

}

}

}

void paixu1(jcb jb[100],int n)

{

int i,j;

for(i=0;i<n;i++)

{

for(j=i+1;j<n;j++)

if(job[i].need_t>job[j].need_t)

{

temp[i].arrive_t=job[i].arrive_t;

job[i].arrive_t=job[j].arrive_t;

job[j].arrive_t=temp[i].arrive_t;

temp[i].need_t=job[i].need_t;

job[i].need_t=job[j].need_t;

job[j].need_t=temp[i].need_t;

strcpy(temp[j].name,job[i].name);

strcpy(job[i].name,job[j].name);

strcpy(job[j].name,temp[i].name);

}

}

}

fcfs(jcb job[100],int n)

{

int i,j=0,now=0;

jcb *p;

flag=n;//剩余标志作业的个数

paixu(job,n);

printf("输出排序后的结果：\n");

for(i=0;i<n;i++)

{

printf("%s\t%d\t%d\t",job[i].name,job[i].arrive_t,job[i].need_t);

printf("\n");

}

for(i=0;i<n;i++)

{

p=&job[i];

if(p->arrive_t>now)

now=p->arrive_t;

if(p->state=='W'&&p->arrive_t<=now)

{

p->start_t=now;

now+=p->need_t;

p->finish_t=now;

p->zz_t=p->finish_t-p->arrive_t;

p->state='F';

}

printf("作业名称 到达时间 开始时间 服务时间 完成时间 周转时间\n");

printf("%s%10d%10d%9d%10d%10d\n",p->name,p->arrive_t,p->start_t,p->need_t,p->finish_t,p->zz_t);

}

}

sjf(jcb job[100],int n)

{

int i,j=0,now=0;

jcb *p;

flag=n;//剩余标志作业的个数

paixu1(job,n);

printf("输出排序后的结果：\n");

for(i=0;i<n;i++)

{

printf("%s\t%d\t%d\t",job[i].name,job[i].arrive_t,job[i].need_t);

printf("\n");

}

for(i=0;i<n;i++)

{

p=&job[i];

if(p->arrive_t>now)

now=p->arrive_t;

if(p->state=='W'&&p->arrive_t<=now)

{

p->start_t=now;

now+=p->need_t;

p->finish_t=now;

p->zz_t=p->finish_t-p->arrive_t;

p->state='F';

}

printf("作业名称 到达时间 开始时间 服务时间 完成时间 周转时间\n");

printf("%s%10d%10d%9d%10d%10d\n",p->name,p->arrive_t,p->start_t,p->need_t,p->finish_t,p->zz_t);

}

}

prtf(jcb job[100],int n)

{

paixu1(job,n);

 

}

run(int i) //选择相应的模块开始运行

{

printf("\n\n\n虚拟机开始运行:\n");

switch(i)

{

case 1: fcfs(job, n);break;

case 2: sjf(job, n);break;

case 3: prtf(job, n);break;

default: printf("\n运行错误!请检查错误!\n");

}

}

void get_value()//获取进程的相关信息

{

int num;

printf("\n总共有多少个作业？\n");

scanf("%d",&n);//n表示作业的个数

printf("\n输入进程的相关信息:");

printf("\nname\t arrive_t \t need_t\n");//输入作业名称，到达时间，运行需要时间

for(num=0;num<n;num++)

{

scanf("%s\t%d\t%d",&job[num].name,&job[num].arrive_t,&job[num].need_t); //输入名称，到达时间，运行时间

}

for(num=0;num<n;num++)

{

job[num].state='W';//作业的状态

job[num].actual_run_t=0;//作业的实际运行时间

}

printf("作业输入完毕！\n");

 

}

 

main ()

{

int i,flag1=0;

printf("操作系统作业模拟调度程序：\n\t1,先进先出调度\n\t2,短进程优先调度\n\t2,最高响应比优先调度\n");

printf("请选择：\n");

scanf("%d",&i);

if(i<1||i>3)

{

flag1=1;

printf("\n输入错误，请输入1-3之间的数：");

}

else

{

flag1=0;

}

while(flag) //如果输入的数不在1-3之间则重新输入

{

printf("请选择：\n");

scanf("%d",&i);

if(i<1||i>3)

{

flag1=1;

printf("\n输入错误，请输入1-3之间的数：");

}

else

flag=0;

}

get_value();//获取作业的基本信息

run(i);//开始运行作业

 

}
四.实验总结
  
  本次实验的难点在于理解各种调度算法的调度过程,这样才能再编程时游刃有余,这次我们的理解稍许有些偏差,导致我们实现编程出现了许多问题.不过最终都很好的解决了.