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  • 11.12

    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、 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、实验提交

     

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <conio.h>
    #define getpch(type) (type*)malloc(sizeof(type))
    #define NULL 0
    int n;
    float T1=0,T2=0;
    int times=0;
    struct jcb //作业控制块
    { char name[10]; //作业名
    int reachtime; //作业到达时间
    int starttime; //作业开始时间
    int needtime; //作业需要运行的时间
    float super; //作业的响应比
    int finishtime; //作业完成时间
    float cycletime; //作业周转时间
    float cltime; //作业带权周转时间
    char state; //作业状态
    struct jcb *next; //结构体指针
    }*ready=NULL,*p,*q;
    typedef struct jcb JCB;
    void inital() //建立作业控制块队列,先将其排成先来先服务的模式队列
    {
    int i;
    printf(" 输入作业数:");
    scanf("%d",&n);
    for(i=0;i<n;i++)
    {
    p=getpch(JCB);
    printf(" 输入作业名:");
    scanf("%s",p->name);
    getch();
    p->reachtime=i;
    printf("作业默认到达时间:%d",i);
    printf(" 输入作业要运行的时间:");
    scanf("%d",&p->needtime);
    p->state='W';
    p->next=NULL;
    if(ready==NULL)
    ready=q=p;
    else {
    q->next=p;
    q=p;
    } } }
    void disp(JCB* q,int m) //显示作业运行后的周转时间及带权周转时间等
    {
    if(m==3) //显示高响应比算法调度作业后的运行情况
    {
    printf(" 作业%s正在运行,估计其运行情况: ",q->name);
    printf("开始运行时刻:%d ",q->starttime);
    printf("完成时刻:%d ",q->finishtime);
    printf("周转时间:%f ",q->cycletime);
    printf("带权周转时间:%f ",q->cltime);
    printf("相应比:%f ",q->super);
    getch(); }
    else // 显示先来先服务,最短作业优先算法调度后作业的运行情况
    {
    printf(" 作业%s正在运行,估计其运行情况: ",q->name);
    printf("开始运行时刻:%d ",q->starttime);
    printf("完成时刻:%d ",q->finishtime);
    printf("周转时间:%f ",q->cycletime);
    printf("带权周转时间:%f ",q->cltime);
    getch();
    } }
    void running(JCB *p,int m) //运行作业
    { if(p==ready) //先将要运行的作业从队列中分离出来
    {
    ready=p->next;
    p->next=NULL;
    }
    else
    {
    q=ready;
    while(q->next!=p)
    q=q->next;
    q->next=p->next;
    }
    p->starttime=times; //计算作业运行后的完成时间,周转时间等等
    p->state='R';
    p->finishtime=p->starttime+p->needtime;
    p->cycletime=(float)(p->finishtime-p->reachtime);
    p->cltime=(float)(p->cycletime/p->needtime);
    T1+=p->cycletime;
    T2+=p->cltime;
    disp(p,m); //调用disp()函数,显示作业运行情况
    times+=p->needtime;
    p->state='F';
    printf(" %s has been finished! press any key to continue... ",p->name);
    free(p); //释放运行后的作业
    getch(); }
    void super() //计算队列中作业的高响应比
    {
    JCB *padv;
    padv=ready;
    do{
    if(padv->state=='W'&&padv->reachtime<=times)
    padv->super=(float)(times-padv->reachtime+padv->needtime)/padv->needtime;
    padv=padv->next;

    }while(padv!=NULL);
    }
    void final() //最后打印作业的平均周转时间,平均带权周转时间
    {
    float s,t;
    t=T1/n;
    s=T2/n;
    getch();
    printf(" 作业已经全部完成!");
    printf(" %d个作业的平均周转时间是:%f",n,t);
    printf(" %d个作业的平均带权周转时间是%f: ",n,s); }
    void hrn(int m) //高响应比算法
    {
    JCB *min;
    int i,iden;
    system("cls");
    inital();
    for(i=0;i<n;i++)
    {
    p=min=ready;iden=1;
    super();
    do{
    if(p->state=='W'&&p->reachtime<=times)
    if(iden)
    {
    min=p;iden=0;
    }
    else if(p->super>min->super) min=p;
    p=p->next;
    }while(p!=NULL);
    if(iden)
    {
    i--;
    times++;
    // printf(" time=%d: no JCB submib...wait...",time);
    if(times>1000)
    {
    printf(" runtime is too long...error...");
    getch();
    }
    }
    else
    {
    running(min,m); //调用running()函数
    }
    }
    //for final();
    //调用running()函数
    }
    void sjf(int m) // 最短作业优先算法
    {
    JCB *min;
    int i,iden;
    system("cls");
    inital();
    for(i=0;i<n;i++)
    {
    p=min=ready;iden=1;
    do{
    if(p->state=='W'&&p->reachtime<=times)
    if(iden)
    {
    min=p;iden=0;
    }
    else if(p->needtime<min->needtime)
    min=p;
    p=p->next;
    }while(p!=NULL);
    if(iden) {
    i--;
    //printf(" time=%d: no JCB submib...wait...",time);
    times++;
    if(times>100)
    {
    printf(" runtime is too long...error");getch();
    }
    }
    else
    {
    running(min,m); //调用running()函数
    }
    } //for
    final(); //调用running()函数
    }
    void fcfs(int m) //先来先服务算法
    {
    int i,iden;
    system("cls");
    inital();
    for(i=0;i<n;i++)
    {
    p=ready;iden=1;
    do{
    if(p->state=='W'&&p->reachtime<=times)
    iden=0;
    if(iden)
    p=p->next;
    }while(p!=NULL&&iden);
    if(iden)
    {
    i--;
    printf(" 没有满足要求的进程,需等待");
    times++;
    if(times>100){printf(" 时间过长");
    getch();}
    }
    else{
    running(p,m); //调用running()函数
    }
    }
    final(); //调用running()函数
    }
    void mune()
    {
    int m;
    system("cls");
    printf(" ********************************************* ");
    printf(" 作业调度演示 ");
    printf(" ********************************************* ");
    printf(" 1.先来先服务算法.");
    printf(" 2.最短作业优先算法.");
    printf(" 3.响应比高者优先算法");
    printf(" 0.退出程序.");
    printf(" 选择所要操作:");
    scanf("%d",&m);
    switch(m)
    {
    case 1:
    fcfs(m);
    getch();
    system("cls");
    mune();
    break;
    case 2:
    sjf(m);
    getch();
    system("cls");
    mune();
    break;
    case 3:
    hrn(m);
    getch();
    system("cls");
    mune();
    break;
    case 0:
    system("cls");
    break;
    default:
    printf("选择错误,重新选择.");
    getch();
    system("cls");
    mune();
    }
    }
    main() //主函数
    {
    mune();
    }

     运行:

    感想:

    这次的实验真的挺难的,所以参考了网上的资料,自己理解一下然后做出一点修改才完成的。

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