操作系统作业调度--操作系统
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。
二、实验内容
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
//时间的数据结构
struct time {
int hour;
int minute;
};
//作业
struct Job {
string jobname; //作业名
time intime; //进入时间
int runtime; //作业估计运行时间
time starttime; //作业开始时间
time endtime; //作业结束时间
int cycletime; //作业周转时间
float cltime; //作业带权周转时间
bool haverun; //是否已运行
};
//作业平均周转时间
float T=0;
//作业带权平均周转时间
float W=0;
//输入提示
void showInput(Job job[],int &n) {
cout<<"**********请按作业进入时间先后顺序输入*********"<<endl;
for(int i=0;i<n;i++){
cout<<"作业"<<i+1<<":"<<endl;
cout<<"作业名:";
cin>>job[i].jobname;
cout<<"作业进入时间:";
scanf("%d:%d",&job[i].intime.hour,&job[i].intime.minute);
cout<<"作业估计运行时间:";
cin>>job[i].runtime;
job[i].starttime.hour=0;
job[i].starttime.minute=0;
job[i].endtime.hour=0;
job[i].endtime.minute=0;
job[i].cycletime=0;
job[i].cltime=0;
job[i].haverun=false;
cout<<"*********************"<<endl;
}
}
//初始化
void Init(Job job[],int &n){
for(int i=0;i<n;i++){
job[i].starttime.hour=0;
job[i].starttime.minute=0;
job[i].endtime.hour=0;
job[i].endtime.minute=0;
job[i].cycletime=0;
job[i].cltime=0;
job[i].haverun=false;
}
T=0;
W=0;
}
//显示时间
void showTime(time time) {
cout<<time.hour<<":"<<time.minute;
}
//计算时间差,时间t1比t2大
int timeDiff(time t1,time t2) {
return t1.hour*60+t1.minute-(t2.hour*60+t2.minute);
}
//时间相加
time timeAdd(time time,int addtime) {
time.hour+=addtime/60;
time.minute+=addtime%60;
if(time.minute>=60)
{
time.hour++;
time.minute-=60;
}
return time;
}
//比较两个时间的大小，第一个大就返回TRUE
bool comtime(time t1,time t2){
if(t1.hour>t2.hour)
return true;
else if(t1.hour==t2.hour&&t1.minute>=t2.minute)
return true;
else
return false;
}
//显示结果
void showResult(Job job[],int &n) {
cout<<"jobname intime runtime sttime endtime 周转时间(分钟) 带权周转时间"<<endl;
cout<<"*******************************************************************"<<endl;
for(int i=0;i<n;i++){
cout<<job[i].jobname<<" ";
showTime(job[i].intime);
cout<<" "<<job[i].runtime<<" ";
showTime(job[i].starttime);
cout<<" ";
showTime(job[i].endtime);
cout<<" "<<job[i].cycletime<<" "<<job[i].cltime<<endl;
}
cout<<"作业平均周转时间：T="<<T/(n*1.0)<<endl;
cout<<"作业带权平均周转时间：W="<<W/(n*1.0)<<endl;
}
//找出作业中最短作业下标
int minRuntime(Job job[],int &n,time &t) {
int min=-1;
for(int i=0;i<n;i++){
if(job[i].haverun==false && comtime(t,job[i].intime)==true){
min=i;
break;
}
}
for(int j=min+1;j<n;j++)
if(job[j].haverun==false && job[j].runtime<job[min].runtime && comtime(t,job[j].intime)==true)
min=j;
return min;
}
//短作业优先作业调度
void SJF(Job job[],int &n){
struct time t;
job[0].starttime.hour=job[0].intime.hour;
job[0].starttime.minute=job[0].intime.minute;
job[0].endtime=timeAdd(job[0].starttime,job[0].runtime);
job[0].haverun=true;
job[0].cycletime=timeDiff(job[0].endtime,job[0].intime);
job[0].cltime=job[0].cycletime*1.0/job[0].runtime;
T+=job[0].cycletime;
W+=job[0].cltime;
t=job[0].endtime;
while(minRuntime(job,n,t)!=-1){
int i=minRuntime(job,n,t);
if(comtime(job[i].intime,t))
job[i].starttime=job[i].intime;
else
job[i].starttime=t;
job[i].endtime=timeAdd(job[i].starttime,job[i].runtime);
job[i].haverun=true;
job[i].cycletime=timeDiff(job[i].endtime,job[i].intime);
job[i].cltime=job[i].cycletime*1.0/job[i].runtime;
T+=job[i].cycletime;
W+=job[i].cltime;
t=job[i].endtime;
}
}
//找出作业中最先到的
int Firstintime(Job job[],int &n) {
int min=-1;
for(int i=0;i<n;i++)
{
if(job[i].haverun==false)
{
min=i;
break;
}
}
for(int j=min+1;j<n;j++)
if(job[j].haverun==false && comtime(job[min].intime,job[j].intime))
min=j;
return min;
}
//先来先服务作业调度
void FCFS(Job job[],int &n){
struct time t;
job[0].starttime.hour=job[0].intime.hour;
job[0].starttime.minute=job[0].intime.minute;
job[0].endtime=timeAdd(job[0].starttime,job[0].runtime);
job[0].haverun=true;
job[0].cycletime=timeDiff(job[0].endtime,job[0].intime);
job[0].cltime=job[0].cycletime*1.0/job[0].runtime;
T+=job[0].cycletime;
W+=job[0].cltime;
t=job[0].endtime;
while(Firstintime(job,n)!=-1){
int i=Firstintime(job,n);
if(comtime(job[i].intime,t))
job[i].starttime=job[i].intime;
else
job[i].starttime=t;
job[i].endtime=timeAdd(job[i].starttime,job[i].runtime);
job[i].haverun=true;
job[i].cycletime=timeDiff(job[i].endtime,job[i].intime);
job[i].cltime=job[i].cycletime*1.0/job[i].runtime;
T+=job[i].cycletime;
W+=job[i].cltime;
t=job[i].endtime;
}
}
void main(){
cout<<"请输入作业数：";
int n; //作业数
cin>>n;
Job *job=new Job[n];
if(n<=0){
cout<<"输入不合法!";
exit(-1);
}else{
showInput(job,n);
cout<<endl;
int m = 1;
do{
cout<<"选择调度：1.先来先服务 2.短作业优先 ";
int n ;
cin>>n;
//cout<<n<<endl;
if(n == 1){
FCFS(job,n);
cout<<"先来先服务："<<endl;
showResult(job,n);
cout<<endl;
}else{
Init(job,n);
SJF(job,n); //短作业优先
cout<<"短作业优先："<<endl;
showResult(job,n);
}
cout<<"是否继续 ：1.继续 0.退出 ";
cin>>m;
}while(m);
}
system("pause");
}