0421实验二作业调度模拟程序

时间：2016-04-21 23:21:27 阅读：291 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

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实验二作业调度模拟程序

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？
2	一个作业具备什么信息？
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
4	操作系统中，常用的作业调度算法有哪些？
5	如何编程实现作业调度算法？
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？

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：

技术分享

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<time.h>
struct jcb{
    char name[10];  //作业名
    char status;    //作业状态
    
    double arrtime;    //作业到达时间
    double reqtime;    //作业要求时间
    double startime;   //作业开始时间
    double finitime;   //作业完成时间
    double turntime;   //作业周转时间
    
    float Tatime,TAWtime;
    float prio;
}jobarr[24],jobfin[24],job[24],cunfang;

int systime=0;
int intarr,intfin,intjob; //作业到达个数，完成个数，未达到作业个数
int i;
int r;

//排序
void rank(int flag){
    int j;
    for(r=0;r<flag;r++)
    {
        for(j=r+1;j<flag;j++)
            if(jobarr[r].arrtime>jobarr[j].arrtime)
            {
                cunfang=jobarr[r];
                jobarr[r]=jobarr[j];
                jobarr[j]=cunfang;
            }
    }
}

//先来先服务算法
void FCFS(int flag)
{
    int r;
    double attime,wattime; 
    jobarr[0].startime=0;
    jobarr[0].finitime=jobarr[0].startime+jobarr[0].reqtime;
    jobarr[0].turntime=jobarr[0].reqtime;
    attime=jobarr[0].turntime;
    wattime=jobarr[0].finitime;
    for(r=1;r<flag;r++)
    {
        jobarr[r].startime=jobarr[r-1].finitime;
        jobarr[r].finitime=jobarr[r].startime+jobarr[r].reqtime;
        jobarr[r].turntime=jobarr[r-1].finitime-jobarr[r].arrtime+jobarr[r].reqtime;
        attime+=jobarr[r].turntime;
        wattime=jobarr[r].finitime-jobarr[r].reqtime+wattime;
    }
    
    attime=attime/((double)flag);
    wattime=wattime/((double)flag);
    printf("\nFCFS算法作业序列表\n\n");
    printf("--------------------------------------------------------------------------------\n");
    printf("作业名\t到达系统时间\tCPU所需时间\t开始时间\t结束时间\t周转时间");
    for(r=1;r<flag;r++){
        printf("\n");
        printf("%s",jobarr[r].name);
        printf("%11.2lf",jobarr[r].arrtime);
        printf("%16.2lf",jobarr[r].reqtime);
        printf("%16.2lf",jobarr[r].startime);
        printf("%16.2lf",jobarr[r].finitime);
        printf("%16.2lf",jobarr[r].turntime); 
    }
    printf("\n\n平均周转时间:%.2lf",attime);
    printf("\n\n平均带权周转时间:%.2lf\n",wattime);
    printf("--------------------------------------------------------------------------------\n");
}

//插入
void inser()
{
    printf("第%d个作业:\n",i+1);
    printf("输入作业名:");
    scanf("%s",jobarr[i].name);
    printf("作业到达时间:");
    scanf("%d",&jobarr[i].arrtime);
    printf("作业要求服务时间:");
    scanf("%d",&jobarr[i].reqtime);
    printf("\n");
    i++;
    rank(i);
}

//删除
void delet()
{
    int q;
    char remove[10];
    printf("请输入要删除的作业名: ");
    scanf("%s",remove);
    for(r=0;r<i;r++) 
        if(strcmp(jobarr[r].name,remove)==0){
            for(q=r;q<i;q++){
                jobarr[q]=jobarr[q+1];
            }
            i--;
        }          
}

//输入作业信息
void input()
{
    printf("作业个数:");
    scanf("%d",&i);
    printf("\n");
    for(r=0;r<i;r++)
    {
        printf("第%d个作业:\n",r+1);
        printf("输入作业名:");
        scanf("%s",jobarr[r].name);
        printf("到达时间:");
        scanf("%lf",&jobarr[r].arrtime);
        printf("要求服务时间:");
        scanf("%lf",&jobarr[r].reqtime);
        printf("\n");
    }
}

//输出作业信息
void output()
{
    int num,m;
    while(1){
        printf("经按到达时间排序后，未达到队列是\n");
        printf("\tname\tartime\trqtime\n");
        for(r=0;r<i;r++)
        {
            printf("N %d",r+1);
            printf("\t%s",jobarr[r].name);
            printf("\t%.2lf",jobarr[r].arrtime);
            printf("\t%.2lf",jobarr[r].reqtime);
            printf("\n");
        }
        printf("\n\t\t\t现在系统时间 0:\n");
        printf("请选择算法：  1.先来先服务（FCFS）调度算法    2.短作业优先（SJF）调度算法\n");
        scanf("%d",&m);    
        switch(m)
        {
        case 1:
            FCFS(i);
            break;
        case 2:
            break;
        }
        printf("\n1.插入  2.删除  3.退出？\n");
        printf("请选择：");
        scanf("%d",&num);
        if(num==1)
            inser();
        else if(num==2)
            delet();
        else if(num==3)
            return;        
        else
            continue;
        }
    }
    
    //读取文件的数据
    void ReadFile()
    {
        int m;
        int i=1;
        int flag=0;
        FILE *fp;     //定义文件指针
        fp=fopen("3.txt","r");  //打开文件
        if(fp==NULL)
        {
            printf("File open error !\n");
            exit(0);
        }
        printf("\n\t作业名\t        作业到达时间\t         作业运行所需要时间\n");
        while(!feof(fp))
        {
            fscanf(fp,"%s%lf%lf",&jobarr[i].name,&jobarr[i].arrtime,&jobarr[i].reqtime);  //fscanf()函数将数据读入 
            i++;
            flag=i;
        };
        rank(i);
        for(i=1;i<flag;i++)
            printf("\n\t%s\t\t     %.2lf\t\t        %.2lf",jobarr[i].name,jobarr[i].arrtime,jobarr[i].reqtime);  //输出到屏幕
        printf("\n");
        printf("\n");
        if(fclose(fp))     //关闭文件
        {
            printf("Can not close the file !\n");
            exit(0);
        }
        printf("请选择算法：  1.先来先服务（FCFS）调度算法    2.短作业优先（SJF）调度算法\n");
        scanf("%d",&m);
        switch(m)
        {
        case 1:
            FCFS(i);
            break;
        case 2:
            break;
        }
        printf("\n");
        //printf("");
        
    }
    
    //伪随机数产生器
    void Pseudo_random_number()
    {
        int i,n,m;
        srand((unsigned)time(0));    //参数seed是rand()的种子，用来初始化rand()的起始值。
        //输入作业数
        n=rand()%13+5;
        for(i=1; i<=n; i++)
        {
            //jobarr[i].name=i;
            //作业到达时间
            jobarr[i].arrtime=rand()%29+1;
            //作业运行时间
            jobarr[i].reqtime=rand()%7+1;
        }
        rank(i);
        printf("\n作业名            作业到达时间           作业运行所需要时间\n");
        for(i=1; i<=n; i++)
        {
            printf("\njob%2d            %11.2lf                      %.2lf",i,jobarr[i].arrtime,jobarr[i].reqtime);
        }
        printf("\n\n");
        printf("请选择算法：1.先来先服务（FCFS）调度算法 2.短作业优先（SJF）调度算法\n");
        scanf("%d",&m);
        switch(m)
        {
        case 1:
            FCFS(i);
            break;
        case 2:
            break;
        }
        printf("\n");
    }
    
    
    void main()
    {
        int num;
        while(1)
        {
            printf("-----------------------------------------------------------------------------\n");
            printf("请选择读取作业的方式：1.文件读取   2.手动输入   3.伪随机数随机产生\n");
            printf("-----------------------------------------------------------------------------\n");
            printf("请选择：");
            scanf("%d",&num);
            switch(num)
            {
            case 1:
                ReadFile();
                break;
            case 2:
                input();
                rank(i);
                output();
                break;
            case 3:
                Pseudo_random_number();
                break;
            }
        }
        
        
        
    }