专业：物联网工程 姓名：黄淼 学号：201306104145
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。
1、 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）。
2、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。
3、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。
4、 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。
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 hm.c
可执行程序名：hm.exe
2.原理分析及流程图：
用结构体的形式进行储存数据
3.主要程序段及其解释：
#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
int i,k,num,m,n;
#define N 25
struct JCB{
char name[10]; //作业名
float AT; //作业提交时间
float RT; //作业运行时间
float S; //开始时间
float F; //完成时刻
float T; //周转时间
float W; //带权周转时间
}jcb[N],temp;
void input() //用户输入模块
{
int i;
do{
printf(" 请输入作业数(2-24):");
scanf("%d",&num);
printf(" ");
if(num<2||num>24) printf("输入错误，请重新输入！ ");
}
while(num<2||num>24);
for(i=0;i<num;i++)
{
printf("第%d个作业名:",i+1);
scanf("%s",&jcb[i].name);
printf(" 提交时间:");
scanf("%f",&jcb[i].AT);
printf(" 运行时间:");
scanf("%f",&jcb[i].RT);
printf(" ");
}
}
void output() //输出模块
{
float numT=0,numW=0,avgT=0,avgW=0;
printf("***************************************************************** ");
printf(" 作业名 提交时间 运行时间 开始时间 完成时间 周转时间 带权周转时间 ");
for(i=0;i<num;i++)
{
printf(" %-9s%-9.0f%-9.0f%-10.0f%-10.0f%-9.0f%-9.2f% ",jcb[i].name,jcb[i].AT,jcb[i].RT,jcb[i].S,jcb[i].F,jcb[i].T,jcb
[i].W);
numT=numT+jcb[i].T;
numW=numW+jcb[i].W;
}
printf("***************************************************************** ");
avgT=numT/num;
avgW=numW/num;
printf("平均周转时间：%.2f ",avgT);
printf(" ");
printf("平均带权周转时间：%.2f ",avgW);
printf(" ");
}
void sort()
{
int i,j;
for(j=0;j<num;j++)/*冒泡排序*/
{
for(i=0;i<num-j-1;i++)
{
if(jcb[i].AT>jcb[i+1].AT)
{
temp=jcb[i];
jcb[i]=jcb[i+1];
jcb[i+1]=temp;
}
}
}
}
void run()
{
for(k=0;k<num;k++)
{
if(k==0)
{
jcb[k].S=jcb[k].AT;
jcb[k].F=jcb[k].AT+jcb[k].RT;
}
else
{
if(jcb[k].AT>=jcb[k-1].F)/*当前作业已经结束，下一个作业还没有到达或者刚好到达*/
{
jcb[k].S=jcb[k].AT;
jcb[k].F=jcb[k].AT+jcb[k].RT;
}
else/*当前作业未完成，下一个作业已到达*/
{
jcb[k].S=jcb[k-1].F;
jcb[k].F=jcb[k-1].F+jcb[k].RT;
}
}
}
for(k=0;k<num;k++)
{
jcb[k].T=jcb[k].F-jcb[k].AT;
jcb[k].W=jcb[k].T/jcb[k].RT;
}
}
void fcfs()/*先来先服务*/
{
run();
printf(" 先到先运行： ");
output();/*输出作业调度表*/
}
void sjf()/*短作业优先*/
{
int a[20];
int p,q;
for(i=0;i<num;i++)
{
m=0;
if(i==0) jcb[i].F=jcb[i].AT+jcb[i].RT;
else jcb[i].F=jcb[i-1].F+jcb[i].RT;
for(n=i+1;n<num;n++)
{
if(jcb[n].AT<=jcb[i].F)//判断每次作业完成后有多少作业到达
{
a[m]=n;
m++;
}
}
for(p=0;p<m;p++)//将到达的作业进行冒泡排序
{
for(q=0;q<m-p-1;q++)
{
if(jcb[a[q]].RT>jcb[a[q+1]].RT)
{
temp=jcb[a[q]];
jcb[a[q]]=jcb[a[q+1]];
jcb[a[q+1]]=temp;
}
}
}
}
run();
printf(" 短作业优先运行： ");
output();
}
void hrrf()/*最高响应比优先*/
{
int a[20];
int p,q;
for(i=0;i<num;i++)
{
m=0;
if(i==0) jcb[i].F=jcb[i].AT+jcb[i].RT;
else jcb[i].F=jcb[i-1].F+jcb[i].RT;
for(n=i+1;n<num;n++)
{
if(jcb[n].AT<=jcb[i].F)//判断每次作业完成后有多少作业到达
{
a[m]=n;
m++;
}
}
for(p=0;p<m;p++)//将到达的作业进行冒泡排序
{
for(q=0;q<m-p-1;q++)
{
if(i==0 && p==0 && q==0)
{
if(((jcb[a[q]-1].F-jcb[a[q]].AT)/jcb[a[q]].RT)<((jcb[a[q]].F-jcb[a[q+1]].AT)/jcb[a[q+1]].RT))
{
temp=jcb[a[q]];
jcb[a[q]]=jcb[a[q+1]];
jcb[a[q+1]]=temp;
}
}
else
{
if(((jcb[a[q-1]].F-jcb[a[q]].AT)/jcb[a[q]].RT)<((jcb[a[q]].F-jcb[a[q+1]].AT)/jcb[a[q+1]].RT))
{
temp=jcb[a[q]];
jcb[a[q]]=jcb[a[q+1]];
jcb[a[q+1]]=temp;
}
}
}
}
}
run();
printf(" 最高响应比优先运行： ");
output();
}
main()
{
int n;
do{
input();
printf("作业调度模拟程序 ");
printf("0:exit退出 ");
scanf("%d",&n);
printf(" ");
if(n==0) continue;
else
{
sort();
fcfs();
sort();
sjf();
sort();
hrrf();
}
}
while(n!=0);
}
4.运行结果及分析
在输入作业书时，当作业书大于24或小于2就会提示并可重新输入：
输入作业数目之后就会要求用户数目相应数目作业的提交时间和运行时间：
运行结果：
四、 实验总结
这次的作业需要三种调度方法，由于一开始对调度的方法不熟，都不知道从哪里写起，最后花费了很多时间终于写成了代码并实现了功能，期间发现三种调度里有一些相同的地方，于是就通过它们的共同点写完了程序。