实验二 作业调度模拟程序
一、 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。
二、 实验内容和要求
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。
注：带**号的条目表示选做内容。
三、 实验方法、步骤及结果测试
- 1. 源程序名：压缩包文件中源程序名text.c
可执行程序名：text.exe
- 2. 原理分析及流程图
//先来先服务
void FCFS(int num)
//最短作业优先
void SJF(int num)
//最高响应比优先
void HRRF(int num)
- 3. 主要程序段及其解释：
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #define MAX 100 typedef struct { char name[10];//作业名称 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 int waittime;//等待时间 float XYB;//响应比 float TAtime,TAWtime;//周转时间，带权周转时间 float prio; }job; job a[MAX]; //先来先服务 void FCFS(int num) { int i; float sum_TAtime=0;//作业总周转时间 float sum_TAWtime=0;//作业总带权周转时间 a[0].finitime = a[0].arrtime + a[0].reqtime; a[0].startime = a[0].arrtime; for(i = 1; i < num; i++) { a[i].startime = a[i-1].finitime; a[i].finitime = a[i-1].finitime + a[i].reqtime; } for(i = 0; i < num; i++) { a[i].TAtime = a[i].finitime - a[i].arrtime; sum_TAtime += a[i].TAtime; a[i].TAWtime = a[i].TAtime / a[i].reqtime; sum_TAWtime += a[i].TAWtime; } printf("作业名 到达时间 要求服务时间 开始时间 结束时间 周转时间 带权周转时间 "); for(i = 0; i < num; i++) { printf("%s %d %d %d %d %.2f %.2f ", a[i].name, a[i].arrtime, a[i].reqtime, a[i].startime, a[i].finitime, a[i].TAtime, a[i].TAWtime); } printf("平均作业周转时间为:%.2lf ",sum_TAtime*1.0/num); printf("平均带权作业周转时间为:%.2lf ",sum_TAWtime*1.0/num); } //最短作业优先 void SJF(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 a[0].finitime = a[0].arrtime + a[0].reqtime; a[0].startime = a[0].arrtime; for(i = 1; i < num; i++) { for(j = 1; j < num-1; j++) { if(a[j].reqtime > a[j+1].reqtime) { a[num] = a[j]; a[j] = a[j+1]; a[j+1] = a[num]; } } } for(i = 1; i < num; i++) { a[i].startime = a[i-1].finitime; a[i].finitime = a[i-1].finitime + a[i].reqtime; } for(i = 0; i < num; i++) { a[i].TAtime = a[i].finitime - a[i].arrtime; sum_TAtime += a[i].TAtime; a[i].TAWtime = a[i].TAtime / a[i].reqtime; sum_TAWtime += a[i].TAWtime; } printf("作业名 到达时间 要求服务时间 开始时间 结束时间 周转时间 带权周转时间 "); for(i = 0; i < num; i++) { printf("%s %d %d %d %d %.2f %.2f ", a[i].name, a[i].arrtime, a[i].reqtime, a[i].startime, a[i].finitime, a[i].TAtime, a[i].TAWtime); } printf("平均作业周转时间为:%.2lf ",sum_TAtime*1.0/num); printf("平均带权作业周转时间为:%.2lf ",sum_TAWtime*1.0/num); } //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 a[0].finitime = a[0].arrtime + a[0].reqtime; a[0].startime = a[0].arrtime; for(i = 1; i <num; i++) { for(j = 1; j < num-1; j++) { if(a[j].prio < a[j+1].prio) { if(a[j].arrtime == a[j+1].arrtime) { a[num] = a[j]; a[j] = a[j+1]; a[j+1] = a[num]; } } } } for(i = 1; i <num; i++) { a[i].prio = 1 + (a[i-1].finitime - a[i].arrtime) / a[i].reqtime; a[i].finitime = a[i-1].finitime + a[i].reqtime; } for(i = 0; i <num; i++) { a[i].TAtime = a[i].finitime - a[i].arrtime; sum_TAtime += a[i].TAtime; a[i].TAWtime = a[i].TAtime / a[i].reqtime; sum_TAWtime += a[i].TAWtime; } printf("作业名 到达时间 要求服务时间 开始时间 结束时间 周转时间 带权周转时间 "); for(i = 0; i < num; i++) { printf("%s %d %d %d %d %.2f %.2f ", a[i].name, a[i].arrtime, a[i].reqtime, a[i].startime, a[i].finitime, a[i].TAtime, a[i].TAWtime); } printf("平均作业周转时间为:%.2lf ",sum_TAtime*1.0/num); printf("平均带权作业周转时间为:%.2lf ",sum_TAWtime*1.0/num); } void main() { int num; int i,j; printf(" 请输入作业个数："); scanf("%d",&num); printf(" "); for(i=0;i<num;i++) { printf("第%d个作业： ",i+1); printf("输入作业名称："); scanf("%s",a[i].name); printf("到达时间："); scanf("%d",&a[i].arrtime); printf("要求服务时间："); scanf("%d",&a[i].reqtime); printf(" "); } for(j=0;j<num;j++) { for(i=0;i<num-j;i++) { if(a[i].arrtime>a[i+1].arrtime) { a[num]=a[i]; a[i]=a[i+1]; a[i+1]=a[num]; } } } printf(" 作业名称 到达时间 要求服务时间 "); for(i=0;i<num;i++) { printf("N%d %s %d %d ",i+1,a[i].name,a[i].arrtime,a[i].reqtime); } while(1) { printf("0.退出 "); printf("1.先来先服务FCFS "); printf("2.最短作业优先SJF "); printf("3.最高响应比优先HRRF "); printf("请选择(0-3):"); scanf("%d",&i); if(i==1) { printf(" 1.先来先服务FCFS "); FCFS(num); } if(i==2) { printf(" 2.最短作业优先SJF "); SJF(num); } if(i==3) { printf(" 3.最高响应比优先HRRF "); HRRF(num); } if(i==0) { exit(0); } } }
- 4. 运行结果及分析
四、 实验总结
心得体会，实验过程的难点问题及其解决的方法。