操作系统—作业调度

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

序号	准备内容	完成情况
1	什么是作业？	作业是用户提交给操作系统计算的一个独立任务。
2	一个作业具备什么信息？	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。
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	单个作业使用结构体，多个作业使用队列。
4	操作系统中，常用的作业调度算法有哪些？	先来先服务（FCFS）算法，最短作业优先 (SJF)算法，最短剩余时间优先算法，最高响应比优先(HRRN)算法。
5	如何编程实现作业调度算法？	先来先服务算法。
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？	输入：读取文件输出：计算并打印这组作业的平均周转时间及带权周转时间。

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。

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<stdlib.h>
  3 #include<string.h>
  4 #include<conio.h>
  5 #include<iostream.h>
  6 #define Maxjob 24
  7 #define recsfnum 5
  8 int recordjobnum;
  9 struct jcb
 10 {
 11     char jobname[10];//作业名称
 12     char status; //状态：开始s，等待d，就绪j
 13     int arrtime;//到达时间
 14     int reqtime;//要求服务时间
 15     int starttime;//开始时间
 16     int finishtime;//完成时间
 17     int TAtime;//周转时间
 18     int TAWtime;//带权周转时间
 19     int ATAWtime;//平均带权周转时间
 20     int ATAtime;//平均作业周转时间
 21     int prio;        //优先级
 22 }job[Maxjob],time[recsfnum];
 23 
 24 int systime=0;
 25 int recordATA=0;//记录平均周转时间的个数
 26 int intarr,intfin,intjob;//到达作业个数，完成作业个数，未到达作业个数
 27 
 28 void menu()
 29 {
 30        printf("\t\t|-----------------------------------|\n");
 31        printf("\t\t|             welcome               |\n");
 32        printf("\t\t|-----------------------------------|\n");
 33        printf("\t\t|           1:输入数据              |\n");
 34        printf("\t\t|           2:插入数据              |\n");
 35        printf("\t\t|           3:删除数据              |\n");
 36        printf("\t\t|           4:选择算法              |\n");
 37        printf("\t\t|           5:清屏                  |\n");
 38        printf("\t\t|           0:结束                  |\n");
 39        printf("\t\t|-----------------------------------|\n");
 40        printf("请输入你要选择的功能(0~3):");
 41 }
 42 
 43 void InputData()//输入数据
 44 {
 45     int i;
 46     printf("请输入作业的个数:");
 47     scanf("%d",&recordjobnum);
 48     for(i=0;i<recordjobnum;i++)
 49     {
 50         printf("\n第%d个作业:\n",i+1);
 51         printf("作业名:");
 52         scanf("%s",job[i].jobname);
 53         printf("到达时间:");
 54         scanf("%d",&job[i].arrtime);
 55         printf("CPU运行时间:");
 56         scanf("%d",&job[i].reqtime);
 57         printf("优先级:");
 58         scanf("%d",&job[i].prio);
 59     }
 60 }
 61 
 62 void AccordArriveTimeSort()//根据到达时间进行排序
 63 {
 64     int sum=0,i,j,sum1=0;
 65     int arrtemp,reqtemp;
 66     char nametemp[10];
 67     printf("经按到达时间排序后，未达到队列是\n");
 68     for(i=0;i<recordjobnum;i++)
 69     {
 70         for(j=i+1;j<recordjobnum;j++)
 71         {
 72             if(job[i].arrtime>job[j].arrtime)
 73             {
 74                 arrtemp=job[i].arrtime;
 75                 reqtemp=job[i].reqtime;
 76                 strcpy(nametemp,job[i].jobname);
 77                 job[i].arrtime=job[j].arrtime;
 78                 job[i].reqtime=job[j].reqtime;
 79                 strcpy(job[i].jobname,job[j].jobname);
 80                 job[j].arrtime=arrtemp;
 81                 job[j].reqtime=reqtemp;
 82                 strcpy(job[j].jobname,nametemp);
 83             }
 84         }
 85     }
 86     
 87     printf("\tname\tartime\treqtime\n");
 88     for(i=0;i<recordjobnum;i++)
 89        printf("N%d\t%s\t%d\t%d\n",i+1,job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime);
 90     for(i=0;i<recordjobnum;i++)
 91     {
 92         job[i].TAtime=systime+job[i].reqtime;
 93         systime=job[i].TAtime;
 94         sum=sum+job[i].TAtime;
 95         job[i].TAWtime=job[i].TAtime/job[i].reqtime;
 96         sum1=sum1+job[i].TAWtime;
 97     }
 98     time[recordATA].ATAtime=sum/recordjobnum;
 99     time[recordATA].ATAWtime=sum1/recordjobnum;
100     printf("采用按到达时间顺序算法的平均周转时间是:%d\n",time[recordATA].ATAtime);
101     printf("采用按到达时间顺序算法的平均带权周转时间是:%d\n",time[recordATA].ATAWtime);
102     recordATA=recordATA+1; 
103     systime=0;
104     printf("\n\t现在系统时间 :\n");
105     system("time");
106 }
107 
108 void InsertData()//插入数据
109 {
110     char name[10];
111     int arrivetime;
112     int requtime;
113     int i,j;
114     printf("请输入要插入的数据:");
115     printf("作业名:");
116     scanf("%s",name);
117     printf("到达时间:");
118     scanf("%d",&arrivetime);
119     printf("CPU运行时间:");
120     scanf("%d",&requtime);
121     for(i=0;i<=recordjobnum;i++)
122     {
123         if((i<recordjobnum)&&(arrivetime<=job[i].arrtime))
124         {
125             for(j=recordjobnum-1;j>=i;j--)
126             {
127                 job[j+1].arrtime=job[j].arrtime;
128                 job[j+1].reqtime=job[j].reqtime;
129                 strcpy(job[j+1].jobname,job[j].jobname);
130             }
131             job[i].arrtime=arrivetime;
132             job[i].reqtime=requtime;
133             strcpy(job[i].jobname,name);
134         }
135         if((i=recordjobnum)&&(arrivetime>=job[i].arrtime))
136         {
137             job[i].arrtime=arrivetime;
138             job[i].reqtime=requtime;
139             strcpy(job[i].jobname,name);
140         }
141 
142     }
143     recordjobnum=recordjobnum+1;
144     printf("\tname\tartime\treqtime\n");
145     for(i=0;i<recordjobnum;i++)
146        printf("N%d\t%s\t%d\t%d\n",i+1,job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime);
147      system("time");
148 }
149 
150 void DeleteData()//删除数据
151 {
152     char name[10];
153     int i,j;
154     printf("请输入要删除的作业名:");
155     scanf("%s",name);
156     for(i=0;i<recordjobnum;i++)
157     {
158         if(strcmp(job[i].jobname,name)==0)
159         {
160             for(j=i+1;j<recordjobnum;j++)
161             {
162                 job[j-1].arrtime=job[j].arrtime;
163                 job[j-1].reqtime=job[j].reqtime;
164                 strcpy(job[j-1].jobname,job[j].jobname);
165             }
166         }
167     }
168     recordjobnum=recordjobnum-1;
169     printf("\tname\tartime\treqtime\n");
170     for(i=0;i<recordjobnum;i++)
171        printf("N%d\t%s\t%d\t%d\n",i+1,job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime);
172 
173 }
174 
175 void ArithmeticMenu()//算法菜单
176 {
177        printf("\t\t|-----------------------------------|\n");
178        printf("\t\t|           1:到达时间顺序          |\n");
179        printf("\t\t|           2:先来先服务            |\n");
180        printf("\t\t|           3:最短作业优先          |\n");
181        printf("\t\t|           4:优先级                |\n");
182        printf("\t\t|           5:结束                  |\n");
183        printf("\t\t|-----------------------------------|\n");
184        printf("请输入你要选择的功能(1~5):\n");
185 }
186 
187 void FCFS()//先来先服务算法
188 {
189     
190     int i,sum=0,sum1=0;
191     printf("\tname\tartime\treqtime\n");
192     for(i=0;i<recordjobnum;i++)
193        printf("N%d\t%s\t%d\t%d\n",i+1,job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime);
194     for(i=0;i<recordjobnum;i++)
195     {
196         job[i].TAtime=systime+job[i].reqtime;
197         systime=job[i].TAtime;
198         sum=sum+job[i].TAtime;
199         job[i].TAWtime=job[i].TAtime/job[i].reqtime;
200         sum1=sum1+job[i].TAWtime;
201     }
202     
203     time[recordATA].ATAtime=sum/recordjobnum;
204     time[recordATA].ATAWtime=sum1/recordjobnum;
205     printf("采用FCFS算法的平均周转时间是:%d\n",time[recordATA].ATAtime);
206     printf("采用FCFS算法的平均周转时间是:%d\n",time[recordATA].ATAWtime);
207     recordATA=recordATA+1;
208     systime=0;
209     printf("\n\t现在系统时间 :\n");
210     system("time");
211 
212 }
213 
214 void SJF()//最短作业优先算法
215 {
216     int sum=0,i,j,sum1=0;
217     int arrtemp,reqtemp;
218     char nametemp[10];
219     printf("按CPU最短时间排序:\n");
220     for(i=0;i<recordjobnum;i++)
221     {
222         for(j=i+1;j<recordjobnum;j++)
223         {
224             if(job[i].reqtime>job[j].reqtime)
225             {
226                 arrtemp=job[i].arrtime;
227                 reqtemp=job[i].reqtime;
228                 strcpy(nametemp,job[i].jobname);
229                 job[i].arrtime=job[j].arrtime;
230                 job[i].reqtime=job[j].reqtime;
231                 strcpy(job[i].jobname,job[j].jobname);
232                 job[j].arrtime=arrtemp;
233                 job[j].reqtime=reqtemp;
234                 strcpy(job[j].jobname,nametemp);
235             }
236         }
237     }    
238     printf("\tname\tartime\treqtime\n");
239     for(i=0;i<recordjobnum;i++)
240        printf("N%d\t%s\t%d\t%d\n",i+1,job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime);
241     for(i=0;i<recordjobnum;i++)
242     {
243         job[i].TAtime=systime+job[i].reqtime;
244         systime=job[i].TAtime;
245         sum=sum+job[i].TAtime;
246         job[i].TAWtime=job[i].TAtime/job[i].reqtime;
247         sum1=sum1+job[i].TAWtime;
248     }
249     
250     time[recordATA].ATAtime=sum/recordjobnum;
251     time[recordATA].ATAWtime=sum1/recordjobnum;
252     printf("采用最短作业优先算法的平均周转时间是:%d\n",time[recordATA].ATAtime);
253     printf("采用最短作业优先算法的平均周转时间是:%d\n",time[recordATA].ATAWtime);
254     recordATA=recordATA+1;  
255     systime=0;
256     printf("\n\t现在系统时间 :\n");
257     system("time");
258 }
259 
260 void PRIOArithmetic()//优先级调度算法
261 {
262     int sum=0,i,j,sum1=0;
263     int arrtemp,reqtemp,priotemp;
264     char nametemp[10];
265     printf("按CPU最短时间排序:\n");
266     for(i=0;i<recordjobnum;i++)
267     {
268         for(j=i+1;j<recordjobnum;j++)
269         {
270             if(job[i].prio>job[j].prio)
271             {
272                 arrtemp=job[i].arrtime;
273                 reqtemp=job[i].reqtime;
274                 strcpy(nametemp,job[i].jobname);
275                 priotemp=job[i].prio;
276                 job[i].arrtime=job[j].arrtime;
277                 job[i].reqtime=job[j].reqtime;
278                 strcpy(job[i].jobname,job[j].jobname);
279                 job[i].prio=job[j].prio;
280                 job[j].arrtime=arrtemp;
281                 job[j].reqtime=reqtemp;
282                 strcpy(job[j].jobname,nametemp);
283                 job[j].prio=priotemp;
284             }
285         }
286     }    
287     printf("\tname\tartime\treqtime\tprio\n");
288     for(i=0;i<recordjobnum;i++)
289        printf("N%d\t%s\t%d\t%d\t%d\n",i+1,job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime,job[i].prio);
290     for(i=0;i<recordjobnum;i++)
291     {
292         job[i].TAtime=systime+job[i].reqtime;
293         systime=job[i].TAtime;
294         sum=sum+job[i].TAtime;
295         job[i].TAWtime=job[i].TAtime/job[i].reqtime;
296         sum1=sum1+job[i].TAWtime;
297     }
298     
299     time[recordATA].ATAtime=sum/recordjobnum;
300     time[recordATA].ATAWtime=sum1/recordjobnum;
301     printf("采用优先级算法的平均周转时间是:%d\n",time[recordATA].ATAtime);
302     printf("采用优先级算法的平均周转时间是:%d\n",time[recordATA].ATAWtime);
303     recordATA=recordATA+1;  
304     systime=0;
305     printf("\n\t现在系统时间 :\n");
306     system("time");
307 }
308 
309 void ChooseArithmetic()//选择算法
310 {
311     int choose;
312     ArithmeticMenu();
313     scanf("%d",&choose);
314     switch(choose)
315     {
316     case 1:
317         AccordArriveTimeSort();
318         break;
319     case 2:
320         FCFS();
321         break;
322     case 3:
323         SJF();
324         break;
325     case 4:
326         PRIOArithmetic();
327         break;
328     
329     }
330 }
331 
332 main()
333 {
334     int n;
335     while(1)
336     {
337          menu();
338          scanf("%d",&n);
339          switch(n)
340          {
341             case 1:
342                 InputData();
343                 break;
344             case 2:
345                 InsertData();
346                 break;
347             case 3:
348                 DeleteData();
349                 break;
350             case 4:
351                 ChooseArithmetic();
352                 break;
353             case 5:
354                 system("cls");
355                 break;
356             case 0:
357                 exit(0);
358                 break;    
359 
360          }
361           getch();
362      }
363 }

posted on 2016-04-22 16:29 Glp_Moliny 阅读(436) 评论(0) 编辑收藏举报

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操作系统—作业调度

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