实验二、作业调度模拟实验
13物联网 201306104125 黄楠
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。
2.1 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）。
2.2 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。
2.3 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。
2.4 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
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include <string.h>
//定义一个作业调度的结构体
typedef struct JCB{
char name[10];
char state;//作业进行的状态
int arrive_t;//到达时间
//int present_t;//提交时间
int start_t;//运行了一段时间后被抢占资源,还需要的时间
int finish_t;//结束时间
int need_t;//运行需要时间
int zz_t;//周转时间
int priority; //优先级
int actual_run_t;//实际运行时间
char depend[10];//完成的前提作业
struct JCB *next;//指向下一个作业
}jcb;
jcb job[100],temp[100];
int time=10000,n,flag;//计时器 //flag标志当前作业剩余量
void get_value();
void paixu(jcb jb[100],int n)
{
int i,j;
for(i=0;i<n;i++)
{
for(j=i+1;j<n;j++)
if(job[i].arrive_t>job[j].arrive_t)
{
temp[i].arrive_t=job[i].arrive_t;
job[i].arrive_t=job[j].arrive_t;
job[j].arrive_t=temp[i].arrive_t;
temp[i].need_t=job[i].need_t;
job[i].need_t=job[j].need_t;
job[j].need_t=temp[i].need_t;
strcpy(temp[j].name,job[i].name);
strcpy(job[i].name,job[j].name);
strcpy(job[j].name,temp[i].name);
}
}
}
void paixu1(jcb jb[100],int n)
{
int i,j;
for(i=0;i<n;i++)
{
for(j=i+1;j<n;j++)
if(job[i].need_t>job[j].need_t)
{
temp[i].arrive_t=job[i].arrive_t;
job[i].arrive_t=job[j].arrive_t;
job[j].arrive_t=temp[i].arrive_t;
temp[i].need_t=job[i].need_t;
job[i].need_t=job[j].need_t;
job[j].need_t=temp[i].need_t;
strcpy(temp[j].name,job[i].name);
strcpy(job[i].name,job[j].name);
strcpy(job[j].name,temp[i].name);
}
}
}
fcfs(jcb job[100],int n)
{
int i,j=0,now=0;
jcb *p;
flag=n;//剩余标志作业的个数
paixu(job,n);
printf("输出排序后的结果：
");
for(i=0;i<n;i++)
{
printf("%s %d %d ",job[i].name,job[i].arrive_t,job[i].need_t);
printf("
");
}
for(i=0;i<n;i++)
{
p=&job[i];
if(p->arrive_t>now)
now=p->arrive_t;
if(p->state=='W'&&p->arrive_t<=now)
{
p->start_t=now;
now+=p->need_t;
p->finish_t=now;
p->zz_t=p->finish_t-p->arrive_t;
p->state='F';
}
printf("作业名称 到达时间 开始时间 服务时间 完成时间 周转时间
");
printf("%s%10d%10d%9d%10d%10d
",p->name,p->arrive_t,p->start_t,p->need_t,p->finish_t,p->zz_t);
}
}
sjf(jcb job[100],int n)
{
int i,j=0,now=0;
jcb *p;
flag=n;//剩余标志作业的个数
paixu1(job,n);
printf("输出排序后的结果：
");
for(i=0;i<n;i++)
{
printf("%s %d %d ",job[i].name,job[i].arrive_t,job[i].need_t);
printf("
");
}
for(i=0;i<n;i++)
{
p=&job[i];
if(p->arrive_t>now)
now=p->arrive_t;
if(p->state=='W'&&p->arrive_t<=now)
{
p->start_t=now;
now+=p->need_t;
p->finish_t=now;
p->zz_t=p->finish_t-p->arrive_t;
p->state='F';
}
printf("作业名称 到达时间 开始时间 服务时间 完成时间 周转时间
");
printf("%s%10d%10d%9d%10d%10d
",p->name,p->arrive_t,p->start_t,p->need_t,p->finish_t,p->zz_t);
}
}
prtf(jcb job[100],int n)
{
paixu1(job,n);
}
run(int i) //选择相应的模块开始运行
{
printf("
虚拟机开始运行:
");
switch(i)
{
case 1: fcfs(job, n);break;
case 2: sjf(job, n);break;
case 3: prtf(job, n);break;
default: printf("
运行错误!请检查错误!
");
}
}
void get_value()//获取进程的相关信息
{
int num;
printf("
总共有多少个作业？
");
scanf("%d",&n);//n表示作业的个数
printf("
输入进程的相关信息:");
printf("
name arrive_t need_t
");//输入作业名称，到达时间，运行需要时间
for(num=0;num<n;num++)
{
scanf("%s %d %d",&job[num].name,&job[num].arrive_t,&job[num].need_t); //输入名称，到达时间，运行时间
}
for(num=0;num<n;num++)
{
job[num].state='W';//作业的状态
job[num].actual_run_t=0;//作业的实际运行时间
}
printf("作业输入完毕！
");
}
main ()
{
int i,flag1=0;
printf("操作系统作业模拟调度程序：
1,先进先出调度
2,短进程优先调度
2,最高响应比优先调度
");
printf("请选择：
");
scanf("%d",&i);
if(i<1||i>3)
{
flag1=1;
printf("
输入错误，请输入1-3之间的数：");
}
else
{
flag1=0;
}
while(flag) //如果输入的数不在1-3之间则重新输入
{
printf("请选择：
");
scanf("%d",&i);
if(i<1||i>3)
{
flag1=1;
printf("
输入错误，请输入1-3之间的数：");
}
else
flag=0;
}
get_value();//获取作业的基本信息
run(i);//开始运行作业
}
四.实验总结
本次实验的难点在于理解各种调度算法的调度过程,这样才能再编程时游刃有余,这次我们的理解稍许有些偏差,导致我们实现编程出现了许多问题.不过最终都很好的解决了.