实验二 作业调度模拟程序

实验二作业调度模拟程序

专业：商业软件工程2班   姓名：柯晓君  学号：201406114210

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

序号	准备内容	完成情况
1	什么是作业？	作业-----是用户需要计算机完成某项任务时要求计算机所作工作的集合。
2	一个作业具备什么信息？	作业由三部分组成，即程序、数据和作业说明书。
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	作业控制块
4	操作系统中，常用的作业调度算法有哪些？	先来先服务调度算法 短作业优先调度算法 响应比高者优先调度算法 优先数调度算法 均衡调度算法
5	如何编程实现作业调度算法？
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？

三、实验方法、步骤及结果测试

 1.源程序名：压缩包文件（rar或zip）中源程序名c2.c

可执行程序名：c2.exe

2.原理分析及流程图

 

3.主要程序段及其解释：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define N 100
typedef struct jcb{
      char name[10];
      int subtime; //提交时间
      int runtime;    //要求运行时间
      int statime;  //开始运行时间或调度时间
      int waitime;
      int fintime; //完成时间
      int zztime;     //周转时间
      double wzztime;    //带权周转时间
      double prio;    //响应比
}jcb;
jcb job[N];
double sumzztime;     //总周转时间
double sumwzztime;    //总带权周转时间
double avgzztime;     //平均周转时间
double avgwzztime;    //平均带权周转时间
  
int ReadFile()
{
    int m=0;
    int i=0;
    FILE *fp;     //定义文件指针
    fp=fopen("3.txt","r");  //打开文件
    if(fp==NULL)
    {
        printf("File open error !
");
        exit(0);
    }
    else
    {
        while(!feof(fp))
        {
            fscanf(fp,"%s%d%d",&job[i].name,&job[i].subtime,&job[i].runtime);  //fscanf()函数将数据读入
            i++;
        }
        fclose(fp);   //关闭文件
    }
        m=i-1;
        return m;
}
int Input()
{
    int i,n;
    printf("作业个数: ");
    scanf("%d",&n);
    for(i=0;i<n;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].subtime);
        printf("要求服务时间:");
        scanf("%d",&job[i].runtime);
        printf("
");
     }
    return n;
}

void Menu() 
{   
    printf("

		****************************************
");  
    printf("		||       作业调度模拟程序             ||
");   
    printf("		||************************************||
"); 
    printf("		||                                    ||
");
    printf("		||      1.先来先服务算法              ||
");  
    printf("		||      2.最短作业优先算法            ||
");  
    printf("		||      3.最高响应比优先算法          ||
");  
    printf("		||      0.退出程序                    ||
");   
    printf("		****************************************
");     
}  
void Show(jcb job[],int n)
{
    int i;
    printf("原始数据是:");
    printf("
作业名    作业到达时间     作业运行所需要时间
");
    for(i=0;i<n;i++)
    {
        printf("
%s%12d%15d",job[i].name,job[i].subtime,job[i].runtime);  //输出到屏幕
    }
    printf("
");
}
void Sort(jcb job[],int n)
{
     int i,j;
     jcb temp;
     for(i=0;i<n;i++)
      {
          for(j=n-1;j>i;j--)
              if(job[i].subtime>job[j].subtime)
              {
                 temp=job[j];
                 job[j]=job[i];
                 job[i]=temp;
             }
     }
}

void Handle(jcb joc[],int n,int times)
{
    int i,j;
    sumzztime=sumwzztime=0;
    job[0].statime=job[0].subtime;
    job[0].fintime=job[0].statime+job[0].runtime;
    printf("===============================
");
    printf("name  subtime runtime
");
    for(i=0;i<n;i++)
     {
         printf("%s	%d	%d
",job[i].name,job[i].subtime,job[i].runtime);
         printf("
");    
     }
    printf("===============================
");
    printf("%s is running.....
",job[0].name);
     times=job[0].statime;
     printf("		现在系统时间: %d

",times);
     printf("===============================
");
    for(i=1;i<n;i++)
    {
            if(job[i-1].fintime>job[i].subtime)
            {
                job[i].statime=job[i-1].fintime;
                job[i].fintime=job[i].statime+job[i].runtime;
            }
            else
            {
                job[i].statime=job[i].subtime;
                job[i].fintime=job[i].statime+job[i].runtime;
            }

        printf("%s is running......
",job[i].name);
        for(j=0;j<i;j++)
            {
                printf("%s ",job[j].name);
            }
            printf("  is finished !

");
        times=job[i].statime;
        printf("		现在系统时间:  %d

",times);
        printf("===============================
");
    }
        for(i=0;i<n;i++)
        {
            job[i].zztime=job[i].fintime-job[i].subtime;
             job[i].wzztime=(job[i].zztime*1.0)/(job[i].runtime*1.0);
            sumzztime+=job[i].zztime;
            sumwzztime+=job[i].wzztime; 
        }
    avgzztime=sumzztime/n;
    avgwzztime=sumwzztime/n;
}
void Output(jcb job[],int n)
{
    int i;
    printf("name	subtime	runtime	statime	fintime	zztime	wzztime
");
    for(i=0;i<n;i++)
    {
        printf("%s	 %d	 %d	 %d	 %d	 %d	 %.2f
",job[i].name,job[i].subtime,job[i].runtime,job[i].statime,job[i].fintime,job[i].zztime,job[i].wzztime);
    }
    printf("
平均作业周转时间为: %.2f",avgzztime);
    printf("
平均带权作业周转时间为: %.2f",avgwzztime);
    printf("
");
}
 
FCFS(jcb job[],int n,int times)
{
    Show(job,n);
    Sort(job,n);
    printf("
先来先服务算法的调度过程:
");
    Handle(job,n,times);
    printf("
先来先服务调度算法得到的结果如下:
");
    Output(job,n);

}
SJF(jcb job[],int n,int times)
{
    int i,j;
    jcb temp;
    Show(job,n);
    Sort(job,n);
    for(i=1;i<n;i++)
    {
        for(j=i+1;j<n;j++)
            if(job[j].runtime<job[i].runtime)
             {
                temp=job[j];
                job[j]=job[i];
                job[i]=temp;
             }
    }
    printf("
最短作业优先算法的调度过程:
");
    Handle(job,n,times);
    printf("
最短作业优先调度算法得到的结果如下:
");
    Output(job,n); 
}

HRRF(jcb job[],int n)
{
    int i,j,k;
    jcb temp;
    Show(job,n);
    Sort(job,n);
    job[0].statime=job[0].subtime;
    job[0].fintime=job[0].statime+job[0].runtime;
    for(i=1;i<n;i++)
    {
        for(j=i;j<n;j++)
        {
            if(job[i-1].fintime>=job[j].subtime)
            {
                job[j].prio=1+(job[i-1].fintime-job[j].subtime)*1.0/job[j].runtime;
            }
        }
      for(k=i;k<n-1;k++)
      {
          for(j=k+1;j<n;j++)
             if(job[j].prio>job[k].prio)
             {
                 temp=job[j];
                 job[j]=job[k];
                 job[k]=temp;
             }
      }
      job[i].statime=job[i-1].fintime;
      job[i].fintime=job[i].statime+job[i].runtime;
      job[i].zztime=job[i].fintime-job[i].subtime;
      job[i].wzztime=job[i].zztime/job[i].runtime;
      printf("作业名	最高响应比
");
      for(k=i;k<n;k++)
         printf("%s	%.2f
",job[k].name,job[k].prio);
    }
     printf("
最高响应比优先调度算法得到的结果如下:
");
     Output(job,n); 

}

int main()
{
    int n,m,choice,times=0;
    A:printf("

		****************************************
");  
    printf("		||       作业调度模拟程序             ||
");   
    printf("		||************************************||
"); 
    printf("		||                                    ||
");
    printf("		||      1.调用文本写入数据            ||
");  
    printf("		||      2.调用手动输入数据            ||
");      
    printf("		****************************************
"); 
    printf("请选择菜单项:");
    scanf("%d",&choice);
    switch(choice)   
    {      
    case 1:   
        n=ReadFile();                       
        break;    
    case 2:       
        n=Input();                       
        break;          
    default: 
        printf("选择错误,请重新选择!"); 
        goto A;
    }
    while(1)
    {
    Menu();
    printf("
		选择所要操作:");  
    scanf("%d",&m); 
    switch(m)   
    {      
    case 1:       
        FCFS(job,n,times);                              
        break;    
    case 2:       
        SJF(job,n,times);                         
        break;    
    case 3:       
        HRRF(job,n);                        
        break;    
    case 0:       
        exit(0);
        break;    
    default: 
        printf("选择错误,请重新选择!");                    
    } 
    }
     printf("
");
     return 0;
}

4.运行结果及分析