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
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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？ |
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：
代码：
1 #include<stdio.h> 2 struct jcb{ 3 char name[10]; 4 char status; 5 int arrtime; 6 int reqtime; 7 int startime; 8 int finitime; 9 float TAtime,TAWtime; 10 float prio; 11 }jobarr[24],jobfin[24],job[24]; 12 int systime=0; 13 int intarr,intfin,intjob; 14 float AvgTAtime=0,AvgTAWtime=0; 15 void SortArray(int n) 16 { 17 int i,j; 18 struct jcb temp; 19 for(i=0;i<n-1;i++) 20 for(j=i+1;j<n;j++) 21 { 22 if(job[i].arrtime>=job[j].arrtime) 23 { 24 temp=job[i]; 25 job[i]=job[j]; 26 job[j]=temp; 27 } 28 } 29 } 30 void OutputArray(int n) 31 { 32 int i; 33 printf(" name artime rqtime "); 34 for(i=0;i<n;i++) 35 { 36 printf(" N %d",i+1); 37 printf(" %s",job[i].name); 38 printf(" %d",job[i].arrtime); 39 printf(" %d ",job[i].reqtime); 40 } 41 } 42 FCFS(int n) 43 { 44 int i; 45 job[0].startime=job[0].arrtime; 46 job[0].finitime=job[0].startime+job[0].reqtime; 47 job[0].TAtime=job[0].finitime; 48 job[0].TAWtime=job[0].TAtime/job[0].reqtime; 49 for(i=1;i<n;i++) 50 { 51 job[i].startime=job[i-1].finitime; 52 job[i].finitime=job[i].startime+job[i].reqtime; 53 job[i].TAtime=job[i].finitime-job[i].arrtime; 54 job[i].TAWtime=job[i].TAtime/job[i].reqtime; 55 AvgTAtime+=job[i].TAtime; 56 AvgTAWtime+=job[i].TAtime; 57 } 58 AvgTAtime=(AvgTAtime+job[0].TAtime)/n; 59 AvgTAWtime=(AvgTAWtime+job[0].TAWtime)/n; 60 } 61 void FCFS_OutputArray(int n) 62 { 63 int i; 64 printf(" 作业名 到达时间 所需时间 开始时间 结束时间 周转时间 带权周转时间 "); 65 for(i=0;i<n;i++) 66 { 67 printf(" 作业%s",job[i].name); 68 printf(" %d",job[i].arrtime); 69 printf(" %d",job[i].reqtime); 70 printf(" %d",job[i].startime); 71 printf(" %d",job[i].finitime); 72 printf(" %0.1f ",job[i].TAtime); 73 printf(" %0.1f ",job[i].TAWtime); 74 } 75 printf("平均周转时间:%0.2f ",AvgTAtime); 76 printf("平均带权周转时间:%0.2f ",AvgTAWtime); 77 } 78 main() 79 { 80 int n,i; 81 printf("------------------------林文凤的操作系统作业块设计----------------------------- "); 82 printf("请输入作业个数:"); 83 scanf("%d",&n); 84 for(i=0;i<n;i++) 85 { 86 printf("第%d个作业 ",i+1); 87 printf("输入作业名:"); 88 scanf("%s",&job[i].name); 89 printf("到达时间:"); 90 scanf("%d",&job[i].arrtime); 91 printf("要求服务时间:"); 92 scanf("%d",&job[i].reqtime); 93 } 94 SortArray(n); 95 printf("经按到达时间排序后，未到达队列是 "); 96 OutputArray(n); 97 FCFS(n); 98 printf("FCFS算法作业序列表 "); 99 printf("------------------------------------------------------------------- "); 100 FCFS_OutputArray(n); 101 printf(" 现在系统时间:0 "); 102 }