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13物联网 201306104123 李名贵
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
1.流程图
2.源程序
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <conio.h> #define getpch(type) (type*)malloc(sizeof(type)) //#define NULL 0 struct worktime{ float Wr; //作业运行时刻 float We; //作业完成时刻 float Ti; //周转时间 float Wi; //带权周转时间 }; struct jcb { /*定义作业控制块JCB */ char name[10]; //作业名 float subtime; //作业提交时间 float runtime; //作业所需的运行时间 float Rp; //后备作业响应比 char state; //作业状态 struct worktime wt; struct jcb* link; //链指针 }*jcb_ready=NULL,*j; typedef struct jcb JCB; float T=0; void sort() /* 建立对作业进行提交时间排列函数*/ { JCB *first, *second; int insert=0; if((jcb_ready==NULL)||((j->subtime)<(jcb_ready->subtime))) /*作业提交时间最短的,插入队首*/ { j->link=jcb_ready; jcb_ready=j; T=j->subtime; j->Rp=1; } else /* 作业比较提交时间,插入适当的位置中*/ { first=jcb_ready; second=first->link; while(second!=NULL) { if((j->subtime)<(second->subtime)) /*若插入作业比当前作业提交时间短,*/ { /*插入到当前作业前面*/ j->link=second; first->link=j; second=NULL; insert=1; } else /* 插入作业优先数最低,则插入到队尾*/ { first=first->link; second=second->link; } } if (insert==0) first->link=j; } } void SJFget()/* 获取队列中的最短作业 */ { JCB *front,*mintime,*rear; int ipmove=0; mintime=jcb_ready; rear=mintime->link; while(rear!=NULL) if ((rear!=NULL)&&(T>=rear->subtime)&&(mintime->runtime)>(rear->runtime)) { front=mintime; mintime=rear; rear=rear->link; ipmove=1; } else rear=rear->link; if (ipmove==1){ front->link=mintime->link; mintime->link=jcb_ready; } jcb_ready=mintime; } void HRNget()/* 获取队列中的最高响应作业 */ { JCB *front,*mintime,*rear; int ipmove=0; mintime=jcb_ready; rear=mintime->link; while(rear!=NULL) if ((rear!=NULL)&&(T>=rear->subtime)&&(mintime->Rp)<(rear->Rp)) { front=mintime; mintime=rear; rear=rear->link; ipmove=1; } else rear=rear->link; if (ipmove==1){ front->link=mintime->link; mintime->link=jcb_ready; } jcb_ready=mintime; } void input() /* 建立作业控制块函数*/ { int i,num; printf("\n 请输入作业数[2-20]:"); scanf("%d",&num); if(num>1&&num<20){ for(i=0;i<num;i++) { printf("\n 作业号No.%d:\n",i); j=getpch(JCB); printf("\n 输入作业名:"); scanf("%s",j->name); printf("\n 输入作业提交时刻:"); scanf("%f",&j->subtime); printf("\n 输入作业运行时间:"); scanf("%f",&j->runtime); printf("\n"); j->state=‘w‘; j->link=NULL; sort(); /* 调用sort函数*/ } } else printf("输入错误!\n"); exit(0); } int space() { int l=0; JCB* jr=jcb_ready; while(jr!=NULL) { l++; jr=jr->link; } return(l); } void disp(JCB* jr,int select) /*建立作业显示函数,用于显示当前作业*/ { if (select==3) printf("\n 作业 服务时间 响应比 运行时刻 完成时刻 周转时间 带权周转时间 \n"); else printf("\n 作业 服务时间 运行时刻 完成时刻 周转时间 带权周转时间 \n"); printf(" |%s\t",jr->name); printf(" |%.2f\t ",jr->runtime); if (select==3) printf(" |%.2f ",jr->Rp); if (j==jr){ printf(" |%.2f\t",jr->wt.Wr); printf(" |%.2f ",jr->wt.We); printf(" |%.2f \t",jr->wt.Ti); printf(" |%.2f",jr->wt.Wi); } printf("\n"); } void check(int select) /* 建立作业查看函数 */ { JCB* jr; printf("\n **** 当前正在运行的作业是:%s",j->name); /*显示当前运行作业*/ disp(j,select); jr=jcb_ready; printf("\n ****当前就绪队列状态为:\n"); /*显示就绪队列状态*/ while(jr!=NULL) { jr->Rp=(T-jr->subtime)/jr->runtime; disp(jr,select); jr=jr->link; } destroy(); } int destroy() /*建立作业撤消函数(作业运行结束,撤消作业)*/ { printf("\n 作业 [%s] 已完成.\n",j->name); free(j); } void running(JCB* jr) /* 建立作业就绪函数(作业运行时间到,置就绪状态*/ { if (T>=jr->subtime) jr->wt.Wr=T; else jr->wt.Wr=jr->subtime; jr->wt.We=jr->wt.Wr+jr->runtime; jr->wt.Ti=jr->wt.We-jr->subtime; jr->wt.Wi=jr->wt.Ti/jr->runtime; T=jr->wt.We; } int main() /*主函数*/ { int select=0,len,h=0; float sumTi=0,sumWi=0; input(); len=space(); printf("\n\t1.FCFS 2.SJF 3.HRN\n\n请选择作业调度算法:"); scanf("%d",&select); while((len!=0)&&(jcb_ready!=NULL)) { h++; printf("\n 执行第%d个作业 \n",h); j=jcb_ready; jcb_ready=j->link; j->link=NULL; j->state=‘R‘; running(j); sumTi+=j->wt.Ti; sumWi+=j->wt.Wi; check(select); if (select==2&&h<len-1) SJFget(); if (select==3&&h<len-1) HRNget(); printf("\n 按任一键继续......\n"); getchar(); } printf("\n\n 作业已经完成.\n"); printf("\t 此组作业的平均周转时间:%.2f\n",sumTi/h); printf("\t 此组作业的带权平均周转时间:%.2f\n",sumWi/h); getchar(); }
3.运行结果及分析
输入作业数及其相关数据
FCFS算法
最短作业优先SJF
最高响应比优先HRN
四、 实验总结
这次实验考核了作业调度中各种相关算法,要求运算能力,和思维能力比较强,知道如何用算数来实现不同算法的调度,却不好用代码表示,而且很多数组,链表等等数据结构的知识都忘记了,老师上课的时候也有讲怎么实现,但是自己写起来很难,百度找资料看别人如何实现的,大概了解到了大概是怎样一个流程,不同的算法调用不同的方法。最后在借鉴了网上代码的基础上,自己加了一些东西。
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原文地址:http://www.cnblogs.com/llmg/p/4959599.html