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：
#include<stdio.h> struct jcb{ int name; char status; int arrtime; //到达时间 int reqtime; //要求服务时间 int startime; //开始时间 int finitime; //完成时间 float TAtime,TAWtime; //作业周转时间，带权作业周转时间 float prio; //作业响应比 } jobarr[24],jobfin[24],job[24]; int systime=0; int intarr,intfin,intjob; void inputA(){ //输入初始界面 printf(" ********************************* "); printf(" 1.调用文本写入数据 "); printf(" 2.手写输入数据 "); printf(" ********************************* "); } int ReadFile() { int m=0; int i=1; FILE *fp; //定义文件指针 fp=fopen("3.txt","r"); //打开文件 if(fp==NULL) { printf("File open error ! "); return(0); } printf(" 名字 到达时间 运行所需时间 "); while(!feof(fp)) { fscanf(fp,"%d%d%d",&job[i].name,&job[i].arrtime,&job[i].reqtime); //fscanf()函数将数据读入 printf(" %3d%12d%15d",job[i].name,job[i].arrtime,job[i].reqtime); //输出到屏幕 i++; }; if(fclose(fp)) //关闭文件 { printf("Can not close the file ! "); return(0); } m=i-1; return m; } void FCFS(int m) //先到先服务 { for(int i=1;i<m;i++) { for(int j=i+1;j<=m;j++) { if(job[i].arrtime>job[j].arrtime) { jcb tmp = job[i]; job[i] = job[j]; job[j] = tmp; } } } } void SJF(int m) //最短作业时间 { for(int i=1;i<m;i++) { if(i==1) { FCFS(m); } else if(job[i-1].finitime<job[i].arrtime) { FCFS(m); } else{ for(int j=i+1;j<=m;j++) { if(job[i].reqtime>job[j].reqtime) { jcb tmp = job[i]; job[i] = job[j]; job[j] = tmp; } } } } } //最高响应比优先 void HRRF(int num) { int i, j; float sum_TAtime=0;//作业总周转时间 float sum_TAWtime=0;//作业总带权周转时间 job[1].finitime = job[1].arrtime + job[1].reqtime; job[1].startime = job[1].arrtime; for(i = 1; i <num; i++) { for(j =1; j < num-1; j++) { if(job[j].prio < job[j+1].prio) { if(job[j].arrtime == job[j+1].arrtime) { job[num] = job[j]; job[j] = job[j+1]; job[j+1] = job[num]; } } } } for(i = 2; i <num; i++) { job[i].prio = 1 + (job[i-1].finitime - job[i].arrtime) / job[i].reqtime; job[i].finitime = job[i-1].finitime + job[i].reqtime; } } void caculate(int m) //计算其他时间 { float a=0,b=0; job[1].finitime=job[1].arrtime+job[1].reqtime; job[1].TAtime=job[1].finitime-job[1].arrtime; job[1].TAWtime=job[1].TAtime/job[1].reqtime; for(int i=2;i<=m;i++) { if(job[i].arrtime<job[i-1].finitime) { job[i].finitime=job[i-1].finitime+job[i].reqtime; job[i].TAtime=job[i].finitime-job[i].arrtime; job[i].TAWtime=job[i].TAtime/job[i].reqtime; } else job[i].finitime=job[i].arrtime+job[i].reqtime; job[i].TAtime=job[i].finitime-job[i].arrtime; job[i].TAWtime=job[i].TAtime/job[i].reqtime; } } void output(int m) { float a=0,b=0; printf("名字 到达时间 运行所需 完成时间 周转时间 带权周转 "); //输出 for(int i=1;i<=m;i++) { printf("%d %d %d %d %0.2f %0.2f ",job[i].name,job[i].arrtime,job[i].reqtime,job[i].finitime,job[i].TAtime,job[i].TAWtime); a=job[i].TAtime+a; b=job[i].TAWtime+b; } printf("平均作业周转时间：%0.2f ",a/m); printf("平均带权作业周转时间%0.2f ",b/m); } main(){ int k,m,n1; inputA(); while(1) { printf("请输入菜单项："); scanf("%d",&n1); if(n1==1){ m=ReadFile(); break; } else if(n1==2) { printf("作业个数："); scanf("%d",&m); printf(" "); for(int i = 1;i<=m;i++) { printf("第%d个作业： ",i); printf("输入作业名："); scanf("%d",&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(" "); } break; } else printf("sorry please return choose! "); } while(1){ printf(" 选择调度方法：1.先来先服务 2.最短作业优先 3.最高响应比 4.退出: "); scanf("%d",&k); switch(k) { case 1: FCFS(m); printf(" ******************先来先服务算法******************* "); caculate(m); output(m);break; case 2: printf(" ******************短作业优先算法******************* "); SJF(m); caculate(m); output(m); break; case 3: printf(" ******************最高响应比算法******************* "); HRRF(m); output(m);break; case 4: return 0;break; } } }
