实验三进程调度模拟程序

实验三进程调度模拟程序2.0

一、实验目的

用高级语言完成一个进程调度程序，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解。

二、实验要求

设计一个有 N个进程并发执行的进程调度模拟程序。

1.模拟进程数据的生成

允许用户指定作业的个数（2-24），默认值为5。

允许用户选择输入每个进程的到达时间，所需运行时间，进程的运行时间以时间片为单位。

2. 模拟调度程序的功能

2.1 按照模拟数据的到达时间和所需运行时间，能分别执行以下调度算法。

FCFS

SJ

HRRN

RR

2.2 显示每种算法下各进程的调度执行顺序。

2.3计算各进程的开始执行时间，各作业的完成时间，周转时间和带权周转时间（周转系数）。

2.4模拟数据结果分析：对同一组模拟数据，比较各算法的平均周转时间，周转系数。

三、实验说明

1)  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。

4)  时间片轮转（RR）调度算法：调度程序每次把CPU分配给就绪队列首进程使用一个时间片，就绪队列中的每个进程轮流地运行一个时间片。当这个时间片结束时，强迫一个进程让出处理器，让它排列到就绪队列的尾部，等候下一轮调度。

四、实验环境

可以选用Turbo C作为开发环境。也可以选用Windows下的VB，CB等可视化环境，利用各种控件较为方便。自主选择实验环境。

 五、实验代码

#include<stdio.h>
#include<time.h>
#include<windows.h>

struct job
{
 char name[10];
 char status;
 int id;
 int arrtime; 
 int reqtime; 
 int startime; 
 int finitime; 
 float TAtime,TAWtime;
 float rp;
}job[24];

int Pseudo_random_number()
{
 int i,n;
 srand((unsigned)time(0)); 

 n=rand()%23+5;
 for(i=0; i<n; i++)
 {
  job[i].id=i+1;
  //作业到达时间
  job[i].arrtime=rand()%29+1;
  //作业运行时间
  job[i].reqtime=rand()%7+1;
 }
 printf(" id    作业到达时间     作业运行所需要时间 ");
 for(i=0; i<n; i++)
 {
  printf(" %3d%12d%15d",job[i].id,job[i].arrtime,job[i].reqtime);
 }
 return n;
 
}

void sort(struct job temp[24],int num)
{
 int i;
 int j;
 struct job k;
 for(i=0;i<num-1;i++)
 {
  for(j=i+1;j<num;j++)
  {
   if(temp[j].arrtime<temp[i].arrtime)
   {
    k = temp[j];
    temp[j] = temp[i];
    temp[i] = k;
   }
  }
 }
}

void FCFS(struct job temp[24],int num)
{
 int i=0;
 printf("先来先服务算法FCFS ");
 float sumTAtime=0;
 float aveTAtime=0;
 sort(temp,num);
 temp[i].startime = temp[i].arrtime;
 temp[i].finitime = temp[i].startime + temp[i].reqtime;
 temp[i].TAtime = temp[i].finitime - temp[i].arrtime;
 sumTAtime+=temp[i].TAtime;
 aveTAtime+=temp[i].TAtime/temp[i].reqtime;
 for(i=1;i<num;i++)
 {
  temp[i].startime = temp[i-1].finitime;
  temp[i].finitime = temp[i].startime + temp[i].reqtime;
  temp[i].TAtime = temp[i].finitime - temp[i].arrtime;
  temp[i].rp=temp[i].TAtime/temp[i].reqtime;
  sumTAtime+=temp[i].TAtime;
  aveTAtime+=temp[i].TAtime/temp[i].reqtime;
 }
 
 
 printf("作业名  到达时间  CPU所需时间  开始时间  结束时间  周转时间 ");
 for(i=0;i<num;i++)   
 {
  printf("%s   %d      %d          %d    %d    %f ",temp[i].name,temp[i].arrtime,
   temp[i].reqtime,temp[i].startime,temp[i].finitime,temp[i].TAtime);
 }
 printf("平均周转时间=%f ",sumTAtime/num);
 printf("平均带权周转时间=%f ",aveTAtime/num);
 
}

void SJF(struct job temp[24],int num)
{
 printf("最短作业优先算法SJF ");
 int i=0;
 int j;
 struct job k;
 float sumTAtime=0;
 float aveTAtime=0;
 sort(temp,num);
 temp[i].startime = temp[i].arrtime;
 temp[i].finitime = temp[i].startime + temp[i].reqtime;
 temp[i].TAtime = temp[i].finitime - temp[i].arrtime;
 sumTAtime+=temp[i].TAtime;
 aveTAtime+=temp[i].TAtime/temp[i].reqtime;
 for(i=1;i<num-1;i++)
 {
  for(j=i+1;j<num;j++)
  {
   if(temp[j].reqtime<temp[i].reqtime)
   {
    k=temp[j];
    temp[j]=temp[i];
    temp[i]=k;
   }
  }
 }
 for(i=1;i<num;i++)
 {
  temp[i].startime = temp[i-1].finitime;
  temp[i].finitime = temp[i].startime + temp[i].reqtime;
  temp[i].TAtime = temp[i].finitime - temp[i].arrtime;
  sumTAtime+=temp[i].TAtime;
  aveTAtime+=temp[i].TAtime/temp[i].reqtime;
 }
 
 
 printf("作业名  到达时间  CPU所需时间  开始时间  结束时间  周转时间 ");
 for(i=0;i<num;i++)   
 {
  printf("  %s   %d      %d          %d    %d    %f ",temp[i].name,temp[i].arrtime,
   temp[i].reqtime,temp[i].startime,temp[i].finitime,temp[i].TAtime);
 }
 printf("平均周转时间=%f ",sumTAtime/num);
 printf("平均带权周转时间=%f ",aveTAtime/num);
 
}

void HRRN(struct job temp[24],int num)
{
 int i=0;
 int j;
 struct job k;
 printf("最短作业优先算法HRRF ");
 sort(temp,num);
 float sumTAtime=0;
 float aveTAtime=0;
 temp[i].startime = temp[i].arrtime;
 temp[i].finitime = temp[i].startime + temp[i].reqtime;
 temp[i].TAtime = temp[i].finitime - temp[i].arrtime;
 sumTAtime+=temp[i].TAtime;
 aveTAtime+=temp[i].TAtime/temp[i].reqtime;
 for(i=1;i<num;i++)
 {
  temp[i].startime = temp[i-1].finitime;
  temp[i].finitime = temp[i].startime + temp[i].reqtime;
  temp[i].TAtime = temp[i].finitime - temp[i].arrtime;
  temp[i].rp=temp[i].TAtime/temp[i].reqtime;
  sumTAtime+=temp[i].TAtime;
  aveTAtime+=temp[i].TAtime/temp[i].reqtime;
 }
 for(i=1;i<num-1;i++)
 {
  for(j=i+1;j<num;j++)
  {
   if(temp[j].rp<temp[i].rp)
   {
    k=temp[j];
    temp[j]=temp[i];
    temp[i]=k;
   }
  }
 }
 for(i=1;i<num;i++)
 {
  temp[i].startime = temp[i-1].finitime;
  temp[i].finitime = temp[i].startime + temp[i].reqtime;
  temp[i].TAtime = temp[i].finitime - temp[i].arrtime;
  temp[i].rp=temp[i].TAtime/temp[i].reqtime;
  sumTAtime+=temp[i].TAtime;
  aveTAtime+=temp[i].TAtime/temp[i].reqtime;
 }

 printf("作业名  到达时间  CPU所需时间  开始时间  结束时间  周转时间 ");
 for(i=0;i<num;i++)   
 {
  printf("  %s   %d      %d          %d    %d    %f ",temp[i].name,temp[i].arrtime,
   temp[i].reqtime,temp[i].startime,temp[i].finitime,temp[i].TAtime);
 }
 printf("平均周转时间=%f ",sumTAtime/num);
 printf("平均带权周转时间=%f ",aveTAtime/num);
}

int main()
{
 int x;
 int num;
 int i;

 printf("1.随机数产生数据 ");
 printf("2.自己输入模拟数据 ");

 printf("请选择菜单项：");
 scanf("%d",&x);
    if(x==1)
 {
  num=Pseudo_random_number();
 }
 else if(x==2)
 {
  printf("作业个数：");
  scanf("%d",&num);
  printf(" ");
  for(i = 0;i<num;i++)
  {
   printf("第%d个作业： ",i+1);
   printf("输入作业名：");
   scanf("%s",&job[i].name);
   printf("到达时间：");
   scanf("%d",&job[i].arrtime);
   printf("要求服务时间：");
   scanf("%d",&job[i].reqtime);
   printf(" ");
  }
  printf("经按到达时间排序后，未达到队列是 ");
  printf("id 作业到达时间 作业运行所需要的时间 ");
  for(i=0;i<num;i++)   
  {
   printf("%s %d %d ",job[i].name,job[i].arrtime,job[i].reqtime);
  }
  
 }
 while(1)
 {
  printf(" ");

  printf("1.FCFS算法调度 ");
  printf("2.SJF算法调度 ");
  printf("3.HRRF算法调度 ");
  printf("0.退出算法调度 ");
 
  printf("请输入菜单项：");
  scanf("%d",&x);
  if(x==1)
  {
   FCFS(job,num);
  }
  else if(x==2)
  {
   SJF(job,num);
  }
  else if(x==3)
  {
   HRRN(job,num);
  }
  else if(x==0)
  {
   exit(0);
  }
  return 0;
 }
}

 六、实验结果