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(1)加深对作业调度算法的理解;
(2)进行程序设计的训练。
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。
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)。
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。
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。
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。
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define N 25 /* run this program using the console pauser or add your own getch, system("pause") or input loop */ int main(int argc, char *argv[]) { int n; input(); do{ printf("\t\t作业调度模拟程序\n"); printf("----------------------------------------------------------------\n"); printf("\t\t1:FCFS(先来先服务)\n\t\t2:SJF(短作业优先)\n\t\t3:HRRF(最高响应比优先)\n\t\t0:exit(退出)\n"); printf("\t请选择调度算法:"); scanf("%d",&n); if(n!=0&&n!=1&&n!=2&&n!=3) { printf("\n\t输入错误!!请重新输入!!\n\n"); } switch(n) { case 1:fcfs(); break; case 2:sjf(); break; case 3:hrrf(); break; case 0: break; } } while(n!=0); return 0; } struct JCB{ char name[10]; //作业名 float arrivetime; //作业提交时间 float runtime; //作业运行时间 float run; //开始时间 float finish; //完成时刻 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() /* 建立作业控制块函数*/ { int i; do{ printf("\n\t请输入作业数(<25):"); scanf("%d",&num); printf("\n"); if(0>=num||num>50){ printf("\t输入错误,请重新输入!\n"); } } while(0>=num||num>50); printf("\n"); for(i=0;i<num;i++){ printf("\t第%d个作业名:",i+1); scanf("%s",&jcb[i].name); printf("\n\t请输入作业提交时间:"); scanf("%f",&jcb[i].arrivetime); printf("\n\t请输入作业运行时间:"); 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(" %-8s%-10.2f%-10.2f%-10.2f%-10.2f%-10.2f%-10.2f",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++)/*冒泡排序*/ { 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)/*运行第一个作业*/ { 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(); } void hrrf()/*最高响应比优先*/ { int flag; float max; 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++; } max=(jcb[m].finish-jcb[m+1].arrivetime)/jcb[m+1].runtime; flag=m+1; for(k=m+1;k<i;k++) { if(max<=(jcb[k].finish-jcb[k+1].arrivetime)/jcb[k+1].runtime) { max=(jcb[k].finish-jcb[k+1].arrivetime)/jcb[k+1].runtime; flag=k+1; temp=jcb[k]; jcb[k]=jcb[flag]; jcb[flag]=temp; } } } running(); output(); }
FCFS(先来先服务):
SJF(最短作业优先):
HRRF(最高响应比优先):
按0退出:
以上运行结果经计算,与计算结果相一致。先来先服务调度算法就是根据进程达到的时间为依据,哪一个进程先来,那么该进程就会先执行;最短进程优先调度算法则是以每个进程执行所需时间长短为依据,某一个进程执行所需花的时间要短些那么该进程就先执行。以上就是本次进程调度实验的依据。
通过本次实验了解到算法很重要,又更加明白算法本身可以节约时间,而且不同的函数之间在调用的时候要注意的问题很多。通过做本实验,让我对进程或作业先来先服务、最短作业优先、高优先权调度算法以及进程调度的概念和算法有了更深入的认识。在完成的过程中遇到不少的问题,特别是构建作业的先后排序、最短作业优先跟最高响应比调度算法的时候,通过同学的帮助、上网查阅资料,最终解决了问题。
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