专业：商业软件工程 班级：商软2班 姓名：蔡彩虹 学号：201406114202
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。
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #include<conio.h> #include<iostream.h> #include<time.h> #define Maxjob 24 #define recsfnum 5 int recordjobnum; struct jcb { char jobname[10];//作业名称 char status; //状态：开始s，等待d，就绪j float arrtime;//到达时间 float reqtime;//要求服务时间 float starttime;//开始时间 float finishtime;//完成时间 float TAtime;//周转时间 float TAWtime;//带权周转时间 float ATAWtime;//平均带权周转时间 float ATAtime;//平均作业周转时间 float hrrf;//最高响应比 }job[Maxjob],tim[recsfnum]; float systime=0; int recordATA=0;//记录平均周转时间的个数 int intarr,intfin,intjob;//到达作业个数，完成作业个数，未到达作业个数 void menu() { printf(" |-----------------------------------| "); printf(" | 欢迎进入作业调度 | "); printf(" |-----------------------------------| "); printf(" | 1:输入数据 | "); printf(" | 2:插入数据 | "); printf(" | 3:删除数据 | "); printf(" | 4:选择算法 | "); printf(" | 0:结束 | "); printf(" |-----------------------------------| "); printf("请输入你要选择的功能(0~4):"); } void sort()//排序 { int i,j; float arrtemp,reqtemp; char nametemp[10]; for(i=0;i<recordjobnum;i++) { for(j=i+1;j<recordjobnum;j++) { if(job[i].arrtime>job[j].arrtime) { arrtemp=job[i].arrtime; reqtemp=job[i].reqtime; strcpy(nametemp,job[i].jobname); job[i].arrtime=job[j].arrtime; job[i].reqtime=job[j].reqtime; strcpy(job[i].jobname,job[j].jobname); job[j].arrtime=arrtemp; job[j].reqtime=reqtemp; strcpy(job[j].jobname,nametemp); } } } } void HandworkInputData()//手工输入数据 { int i; printf("请输入作业的个数:"); scanf("%d",&recordjobnum); for(i=0;i<recordjobnum;i++) { printf(" 第%d个作业: ",i+1); printf("作业名:"); scanf("%s",job[i].jobname); printf("到达时间:"); scanf("%f",&job[i].arrtime); printf("CPU运行时间:"); scanf("%f",&job[i].reqtime); } printf(" 作业名 作业到达时间 作业运行所需要时间 "); for(i=0;i<recordjobnum;i++) printf(" %3s%12.2f%15.2f",job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime); printf(" "); } void Pseudo_random_number()//伪随机数输入 { int i; 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 recordjobnum=rand()%23+5; for(i=0; i<recordjobnum; i++) { itoa(i+1,job[i].jobname,10); //作业到达时间 job[i].arrtime=(float)(rand()%29+1);//把得到的结果强制转换为float //作业运行时间 job[i].reqtime=(float)(rand()%7+1); } printf(" 作业名 作业到达时间 作业运行所需要时间 "); for(i=0; i<recordjobnum; i++) { printf(" %3s%12.2f%15.2f",job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime); } printf(" "); } void FileInputtData()//文件读取 { int i=0; FILE *fp; //定义文件指针 fp=fopen("save.txt","r"); //打开文件 if(fp==NULL) { printf("File open error ! "); exit(0); } printf(" 作业名 作业到达时间 作业运行所需要时间 "); while(!feof(fp)) { fscanf(fp,"%s%f%f",job[i].jobname,&job[i].arrtime,&job[i].reqtime); //fscanf()函数将数据读入 printf(" %3s%12.2f%15.2f",job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime); //输出到屏幕 i++; } printf(" "); if(fclose(fp)) //关闭文件 { printf("Can not close the file ! "); exit(0); } recordjobnum=i; } void InputData()//输入数据 { int n; while(1) { printf(" ********************************* "); printf(" 1.调用文本写入数据 "); printf(" 2.调用伪随机数输入数据 "); printf(" 3.调用自己输入模拟数据 "); printf(" 0.退出输入程序 "); printf(" ********************************** "); printf("请选择输入方式:"); scanf("%d",&n); if(n==0) break; switch(n) { case 1: FileInputtData();break; case 2:Pseudo_random_number(); break; case 3: HandworkInputData();break; case 0: n=0;break; } } } void InsertData()//插入数据 { char name[10]; float arrivetime; float requtime; int i,j; printf("请输入要插入的数据: "); printf("作业名:"); scanf("%s",name); printf("到达时间:"); scanf("%f",&arrivetime); printf("CPU运行时间:"); scanf("%f",&requtime); sort();//排序 for(i=0;i<=recordjobnum;i++) { //把数据插入第一个的时候 if((i<recordjobnum)&&(arrivetime<=job[i].arrtime)) { for(j=recordjobnum-1;j>=i;j--) { job[j+1].arrtime=job[j].arrtime; job[j+1].reqtime=job[j].reqtime; strcpy(job[j+1].jobname,job[j].jobname); } job[i].arrtime=arrivetime; job[i].reqtime=requtime; strcpy(job[i].jobname,name); break; } //把数据插入中间的时候 else if((i<recordjobnum)&&(arrivetime>=job[i].arrtime)&&(arrivetime<=job[i+1].arrtime)) { for(j=recordjobnum-1;j>=i+1;j--) { //找到位置后，先把此位置以后的数据都往后移 job[j+1].arrtime=job[j].arrtime; job[j+1].reqtime=job[j].reqtime; strcpy(job[j+1].jobname,job[j].jobname); } //把数据插入到此位置 job[i+1].arrtime=arrivetime; job[i+1].reqtime=requtime; strcpy(job[i+1].jobname,name); break; } //插入到最后面 if((i=recordjobnum)&&(arrivetime>=job[recordjobnum-1].arrtime)) { job[i].arrtime=arrivetime; job[i].reqtime=requtime; strcpy(job[i].jobname,name); } } recordjobnum=recordjobnum+1;//插入一个数据时，数组的容量加1 printf(" 作业名 作业到达时间 作业运行所需要时间 "); for(i=0;i<recordjobnum;i++) printf(" %3s%12.2f%15.2f",job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime); printf(" "); } void DeleteData()//删除数据 { char name[10]; int i,j; printf("请输入要删除的作业名:"); scanf("%s",name); for(i=0;i<recordjobnum;i++) { if(strcmp(job[i].jobname,name)==0) { for(j=i+1;j<recordjobnum;j++) { //找到要删除的数据以后，把此位置后面的数据往前移，后面的数据就会把该位置给覆盖，达到删除的效果 job[j-1].arrtime=job[j].arrtime; job[j-1].reqtime=job[j].reqtime; strcpy(job[j-1].jobname,job[j].jobname); } } } recordjobnum=recordjobnum-1;//删除数据后，数组容量减1 printf(" 作业名 作业到达时间 作业运行所需要时间 "); for(i=0;i<recordjobnum;i++) printf(" %3s%12.2f%15.2f",job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime); } void SJF()//最短作业优先算法SJF { int i,j; float sum=0,sum1=0; float arrtemp,reqtemp; char nametemp[10]; for(i=0;i<recordjobnum;i++) { //先找到到达系统时间为0的数据，把它放在第一位，因为系统会第一时间执行这个作业 if(job[i].arrtime==0) { arrtemp=job[0].arrtime; reqtemp=job[0].reqtime; strcpy(nametemp,job[0].jobname); job[0].arrtime=job[i].arrtime; job[0].reqtime=job[i].reqtime; strcpy(job[0].jobname,job[i].jobname); job[i].arrtime=arrtemp; job[i].reqtime=reqtemp; strcpy(job[i].jobname,nametemp); } } printf("**********最短作业优先算法SJF************* "); //从第二位开始根据系统运行时间的长短进行排序，此排序为升序 for(i=1;i<recordjobnum;i++) { for(j=i+1;j<recordjobnum;j++) { if(job[i].reqtime>job[j].reqtime) { arrtemp=job[i].arrtime; reqtemp=job[i].reqtime; strcpy(nametemp,job[i].jobname); job[i].arrtime=job[j].arrtime; job[i].reqtime=job[j].reqtime; strcpy(job[i].jobname,job[j].jobname); job[j].arrtime=arrtemp; job[j].reqtime=reqtemp; strcpy(job[j].jobname,nametemp); } } } printf(" 作业名 作业到达时间 作业运行所需要时间 "); for(i=0;i<recordjobnum;i++) printf(" %4s%12.2f%12.2f",job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime); //计算作业到达系统的时间，作业周转时间，带权作业周转时间 for(i=0;i<recordjobnum;i++) { job[i].finishtime=systime+job[i].reqtime; systime=job[i].finishtime; job[i].TAtime=job[i].finishtime-job[i].arrtime; job[i].TAWtime=job[i].TAtime/job[i].reqtime; } printf(" 作业名 作业到达时间 作业完成时间 运行时间 作业周转时间 带权作业周转时间 "); for(i=0;i<recordjobnum;i++) printf("%4s%12.2f%12.2f%12.2f%12.2f%12.2f ",job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].finishtime,job[i].reqtime,job[i].TAtime,job[i].TAWtime); for(i=0;i<recordjobnum;i++) { sum=sum+job[i].TAtime;//计算作业周转时间的总和 sum1=sum1+job[i].TAWtime;//计算作业带权周转时间的总和 } tim[recordATA].ATAtime=sum/recordjobnum;//计算该算法所需的平均周转时间 tim[recordATA].ATAWtime=sum1/recordjobnum;//计算该算法所需的平均带权周转时间 printf(" 平均周转时间是:%f ",tim[recordATA].ATAtime); printf("平均带权周转时间是:%f ",tim[recordATA].ATAWtime); recordATA=recordATA+1; systime=0; } void FCFS()//先来先服务FCFS { int i,j; float arrtemp,reqtemp; float sum=0,sum1=0; char nametemp[10]; //先找到到达系统时间为0的数据，把它放在第一位，因为系统会第一时间执行这个作业 for(i=0;i<recordjobnum;i++) { if(job[i].arrtime==0) { arrtemp=job[0].arrtime; reqtemp=job[0].reqtime; strcpy(nametemp,job[0].jobname); job[0].arrtime=job[i].arrtime; job[0].reqtime=job[i].reqtime; strcpy(job[0].jobname,job[i].jobname); job[i].arrtime=arrtemp; job[i].reqtime=reqtemp; strcpy(job[i].jobname,nametemp); } } printf("**********先来先服务算法FCFS*************** "); //从第二位开始根据系统运行时间的长短进行排序，此排序为升序 for(i=1;i<recordjobnum;i++) { for(j=i+1;j<recordjobnum;j++) { if(job[i].arrtime>job[j].arrtime) { arrtemp=job[i].arrtime; reqtemp=job[i].reqtime; strcpy(nametemp,job[i].jobname); job[i].arrtime=job[j].arrtime; job[i].reqtime=job[j].reqtime; strcpy(job[i].jobname,job[j].jobname); job[j].arrtime=arrtemp; job[j].reqtime=reqtemp; strcpy(job[j].jobname,nametemp); } } } printf(" 作业名 作业到达时间 作业运行所需要时间 "); for(i=0;i<recordjobnum;i++) printf(" %3s%12.2f%18.2f",job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime); //计算作业到达系统的时间，作业周转时间，带权作业周转时间 for(i=0;i<recordjobnum;i++) { job[i].finishtime=systime+job[i].reqtime; systime=job[i].finishtime; job[i].TAtime=job[i].finishtime-job[i].arrtime; job[i].TAWtime=job[i].TAtime/job[i].reqtime; } printf(" 作业名 作业到达时间 作业完成时间 运行时间 作业周转时间 带权作业周转时间 "); for(i=0;i<recordjobnum;i++) printf("%4s%12.2f%12.2f%12.2f%12.2f%12.2f ",job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].finishtime,job[i].reqtime,job[i].TAtime,job[i].TAWtime); for(i=0;i<recordjobnum;i++) { sum=sum+job[i].TAtime;//计算作业周转时间的总和 sum1=sum1+job[i].TAWtime;//计算作业带权周转时间的总和 } tim[recordATA].ATAtime=sum/recordjobnum;//计算该算法所需的平均周转时间 tim[recordATA].ATAWtime=sum1/recordjobnum;//计算该算法所需的平均带权周转时间 printf(" 平均周转时间是=%.2f ",tim[recordATA].ATAtime); printf("平均带权周转时间是=%.2f ",tim[recordATA].ATAWtime); recordATA=recordATA+1; systime=0; } void HRRF()//最高响应比HRRF { int i,j; float arrtemp,reqtemp,hrrftemp; float sum=0,sum1=0; char nametemp[10]; sort();//根据到达系统时间进行排序 printf(" 作业名 作业到达时间 作业运行所需要时间 "); for(i=0;i<recordjobnum;i++) printf(" %4s%12.2f%12.2f",job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime); //计算作业的最高响应比 for(i=1;i<recordjobnum;i++) { printf(" 作业名 最高响应比 "); for(j=i;j<recordjobnum;j++) { job[j].hrrf=1+(job[j-1].reqtime-job[j].arrtime+job[j-1].arrtime)/job[j].reqtime; printf("%4s%12.2f ",job[j].jobname,job[j].hrrf); } } //根据最高响应比进行降序处理 for(i=1;i<recordjobnum;i++) { for(j=i+1;j<recordjobnum;j++) { if(job[i].hrrf<job[j].hrrf) { arrtemp=job[i].arrtime; reqtemp=job[i].reqtime; strcpy(nametemp,job[i].jobname); hrrftemp=job[i].hrrf; job[i].arrtime=job[j].arrtime; job[i].reqtime=job[j].reqtime; job[i].hrrf=job[j].hrrf; strcpy(job[i].jobname,job[j].jobname); job[j].arrtime=arrtemp; job[j].reqtime=reqtemp; job[j].hrrf=hrrftemp; strcpy(job[j].jobname,nametemp); } } } //计算作业到达系统的时间，作业周转时间，带权作业周转时间 for(i=0;i<recordjobnum;i++) { job[i].finishtime=systime+job[i].reqtime; systime=job[i].finishtime; job[i].TAtime=job[i].finishtime-job[i].arrtime; job[i].TAWtime=job[i].TAtime/job[i].reqtime; } printf(" 作业名 作业到达时间 作业完成时间 运行时间 作业周转时间 带权作业周转时间 "); for(i=0;i<recordjobnum;i++) printf("%4s%12.2f%12.2f%12.2f%12.2f%12.2f ",job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].finishtime,job[i].reqtime,job[i].TAtime,job[i].TAWtime); for(i=0;i<recordjobnum;i++) { sum=sum+job[i].TAtime;//计算作业周转时间的总和 sum1=sum1+job[i].TAWtime;//计算作业带权周转时间的总和 } tim[recordATA].ATAtime=sum/recordjobnum;//计算该算法所需的平均周转时间 tim[recordATA].ATAWtime=sum1/recordjobnum;//计算该算法所需的平均带权周转时间 printf(" 平均周转时间是=%.2f ",tim[recordATA].ATAtime); printf("平均带权周转时间是=%.2f ",tim[recordATA].ATAWtime); recordATA=recordATA+1; systime=0; } void arithmeticmenu()//算法菜单 { printf(" *************************** "); printf(" 1、FCFS算法调度 "); printf(" 2、SJF算法调度 "); printf(" 3、HRRF算法调度 "); printf(" 4、调度系统清屏 "); printf(" 0、退出算法调度 "); printf(" *************************** "); printf(" 请选择菜单项；"); } void choosearithmetic()//选择算法 { int n; while(1) { if(n==0) break; arithmeticmenu(); scanf("%d",&n); switch(n) { case 1: FCFS();break; case 2: SJF();break; case 3: HRRF();break; case 4: system("cls");break; case 0: n=0;break; } } } main() { int n; while(1) { menu(); scanf("%d",&n); if(n==0) break; switch(n) { case 1: InputData();break; case 2: InsertData();break; case 3: DeleteData();break; case 4: choosearithmetic();break; case 0: n=0;break; } getch(); } }
完成了使用读文本的形式读入数据，和随机产生数的方式读入数据，和调用自己输入模拟数据的方法，这三者都实现了，还有就是也实现了三种调度算法，不过在实现过程中，也遇到了一些的困难，然后通过不断的理解跟找资料，然后才慢慢的去解决，但是还不是很完善，会继续改进