操作系统 实验二 作业调度模拟程序
实验二、作业调度模拟程序
专业：商软一班 姓名：赖新耀 学号：201406114129
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：
实验截图：
代码：
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define N 10 void input(); void output(); void sort(); void running(); void fcfs(); void sjf(); int main(int argc, char *argv[]) { int n; input(); do{ printf("\t\t1:FCFS\n\t\t2:SJF\n\t\t0:退出\n"); printf("请选择调度算法："); scanf("%d",&n); switch(n) { case 1:fcfs(); break; case 2:sjf(); break; case 0: break; } } while(n!=0); return 0; } struct JCB{ char name[10]; //作业名 float arrivetime; //作业开始时间 float runtime; //作业运行时间 float run; //开始时间 float finish; //完成时间 float T; //周转时间 float W; //带权周转时间 }jcb[N],temp; int i,k,num,m,n; void input() { int i; do{ printf("\n请输入作业数:"); scanf("%d",&num); } while(0>=num||num>50); for(i=0;i<num;i++){ printf("第%d个作业名:",i+1); scanf("%s",&jcb[i].name); printf("请输入开始时间:"); scanf("%f",&jcb[i].arrivetime); printf("请输入要求服务时间:"); scanf("%f",&jcb[i].runtime); printf("\n"); } } void output() { float numT=0,numW=0,avgT=0,avgW=0; printf("-----------------------------------------------------------------------\n"); printf(" 作业名 提交时间 运行时间 开始时间 完成时间 周转时间 带权周转时间\n"); for(i=0;i<num;i++) { printf(" %s %.2f %.2f %.2f %.2f %.2f %.2f",jcb[i].name,jcb[i].arrivetime,jcb[i].runtime,jcb[i].run,jcb[i].finish,jcb[i].T,jcb[i].W); printf("\n"); numT=numT+jcb[i].T; numW=numW+jcb[i].W; } printf("-----------------------------------------------------------------------\n"); avgT=numT/num; avgW=numW/num; printf("平均作业周转时间：%.2f\n",avgT); printf("\n"); printf("平均带权作业周转时间：%.2f\n",avgW); printf("\n"); } void sort() { int i,j; for(j=0;j<num;j++){ for(i=0;i<num-j-1;i++){ if(jcb[i].arrivetime>jcb[i+1].arrivetime) { temp=jcb[i]; jcb[i]=jcb[i+1]; jcb[i+1]=temp; } } } } void running() { for(k=0;k<num;k++){ if(k==0) { jcb[k].run=jcb[k].arrivetime; jcb[k].finish=jcb[k].arrivetime+jcb[k].runtime; } else{ if(jcb[k].arrivetime>=jcb[k-1].finish) { jcb[k].run=jcb[k].arrivetime; jcb[k].finish=jcb[k].arrivetime+jcb[k].runtime; } else { jcb[k].run=jcb[k-1].finish; jcb[k].finish=jcb[k-1].finish+jcb[k].runtime; } } } for(k=0;k<num;k++) { jcb[k].T=jcb[k].finish-jcb[k].arrivetime; jcb[k].W=jcb[k].T/jcb[k].runtime; } } void fcfs()//先来先服务 { sort(); running(); output(); } void sjf()//短作业优先 { int next; float min; sort(); for(m=0;m<num;m++) { i=0; if(m==0) { jcb[m].finish=jcb[m].arrivetime+jcb[m].runtime; } else{ jcb[m].finish=jcb[m-1].finish+jcb[m].runtime; } for(n=m+1;n<num;n++) { if(jcb[n].arrivetime<=jcb[m].finish) i++; } min=jcb[m+1].runtime; next=m+1; for(k=m+1;k<i;k++) { if(jcb[k+1].runtime<min) { min=jcb[k+1].runtime; next=k+1; temp=jcb[m+1]; jcb[m+1]=jcb[next]; jcb[next]=temp; } else { min=jcb[k+1].runtime; next=k; temp=jcb[k+1]; jcb[k+1]=jcb[next]; jcb[next]=temp; } } } running(); output(); }
