实验二、作业调度模拟实验
13物联网 201306104128 王鸾
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
1.流程图
2.源程序
#include<stdio.h>
#define MAX 24
typedef struct job
{
int name ; //作业名
int arriveT; //作业到达时间
int requireT; //作业时间
int startT; //开始时间
int endT; //结束时间
int zhouzhuanT; //周转时间=结束时间-到达时间
float answerPer; //响应比 float zzxs; //周转系数
char status; //作业状态 } JCB;
JCB job[MAX];
void FIFO() //先来先服务算法
{
int i,j,k;
JCB temp;
printf("########欢迎进入FIFO模式######## ");
do{
printf(" 输入作业个数:(个数在2-24之间)");
scanf("%d",&j); }while(j<2||j>24);
for(i=0;i<j;i++)
{
printf(" 现在是第%d个作业:",i);
printf(" 作业名");
scanf("%d",&job[i].name);
printf("作业到达时间");
scanf("%d",&job[i].arriveT);
printf("作业运行时间");
scanf("%d",&job[i].requireT);
//job[i].endT=job[i].requireT+job[i].startT;
//printf("开始时间");
//scanf("%d",&job[i].startT);
// printf("结束时间");
//scanf("%d",&job[i].endT);
// printf("周转时间",endT-arriveT);
}
//按作业到达时间排序
for(i=0;i<j-1;i++)
{
for(k=i+1;k<j;k++)
{
if(job[k].arriveT<job[i].arriveT)
{
temp=job[k];
job[k]=job[i];
job[i]=temp;
}
if(i==0 || job[i].arriveT>job[k].endT)
job[i].startT=job[i].arriveT; else job[i].startT=job[k].endT;
}
}
printf(" *作业 *到达时间 *作业时间 *开始时间 *结束时间 *等待时间 *周转时间 *周转系数* ");
for(i=0;i<j;i++)
{
printf(" %d %d %d %d %d %d %d %f",job[i].name,job[i].arriveT,job[i].requireT,job[i].startT,job[i].endT,job[i].startT-job[i].arriveT,job[i].endT-job[i].arriveT,(job[i].endT-job[i].arriveT)/job[i].requireT);
}
printf(" ");
}
void SJF() //短作业优先算法
{
int i,j,k;
JCB temp;
printf("########欢迎进入SJF模式########");
do{
printf(" 输入作业个数:(个数在2-24之间)");
scanf("%d",&j);
}
while(j<2||j>24);
for(i=0;i<j;i++)
{
printf(" 现在是第%d个作业:",i);
printf(" 作业名");
scanf("%d",&job[i].name);
printf("作业到达时间");
scanf("%d",&job[i].arriveT);
printf("作业运行时间");
scanf("%d",&job[i].requireT);
job[i].endT=job[i].requireT+job[i].startT;
//printf("开始时间");
//scanf("%d",&job[i].startT);
//printf("结束时间");
// scanf("%d",&job[i].endT); }
//按作业运行时间排序
for(i=0;i<j-1;i++)
{
for(k=i+1;k<j;k++)
{
if(job[k].requireT<job[i].requireT)
{
temp=job[k];
job[k]=job[i];
job[i]=temp;
}
if(i==0 || job[i].arriveT>job[k].endT)
job[i].startT=job[i].arriveT; else job[i].startT=job[k].endT;
}
}
printf(" *作业 *到达时间 *作业时间 *开始时间 *结束时间 *等待时间 *周转时间 *周转系数* ");
for(i=0;i<j;i++)
{
printf(" %d %d %d %d %d %d %d %f",job[i].name,job[i].arriveT,job[i].requireT,job[i].endT,job[i].endT-job[i].arriveT,(job[i].endT-job[i].arriveT)/job[i].requireT); } printf(" ");
}
void HRRN() //响应比高者优先算法
{ int i,j,k; JCB temp;
printf("########欢迎进入HRRN模式########");
do{ printf(" 输入作业个数:(个数在2-24之间)"); scanf("%d",&j);
}
while(j<2||j>24);
for(i=0;i<j;i++) //j为作业个数
{
printf(" 现在是第%d个作业:",i);
printf(" 作业名");
scanf("%d",&job[i].name);
printf("作业到达时间");
scanf("%d",&job[i].arriveT);
printf("作业运行时间");
scanf("%d",&job[i].requireT);
job[i].endT=job[i].requireT+job[i].startT;
// printf("开始时间");
// scanf("%d",&job[i].startT);
printf(" 作业响应比为：%f",1+(job[i].startT-job[i].arriveT)/job[i].requireT);
job[i].status='w';
} //响应比 响应比 ＝1+已等待时间/估计运行时间
answerPer=1+(startT-arriveT)/requireT; //按作业响应比排序
for(i=0;i<j-1;i++)
{
for(k=i+1;k<j;k++)
{
if(job[k].answerPer<job[i].answerPer) { temp=job[k]; job[k]=job[i]; job[i]=temp;
}
if(i==0 || job[i].arriveT>job[k].endT)
job[i].startT=job[i].arriveT;
else job[i].startT=job[k].endT;
}
printf(" *作业 *到达时间 *作业时间 *开始时间 *结束时间 *等待时间 *周转时间 *响应比* ");
for(i=0;i<j;i++)
{
printf(" %d %d %d %d %d %d %d",job[i].name,job[i].arriveT,job[i].requireT,job[i].startT,job[i].endT,job[i].startT-job[i].arriveT,job[i].endT-job[i].arriveT,job[i].answerPer);
}
printf(" ");
}
}
void main()
{
int i;
printf("****欢迎使用作业调度系统**** ");
printf("请选择服务算法: 1. FIFO(先来先服务);
2.SJF(短作业优先);3.HRRN(响应比高者优先) ");
scanf("%d",&i);
switch(i)
{
case 1: FIFO();
break;
case 2: SJF();
break;
case 3: HRRN();
break;
default: printf(" 选择错误，请重新选择.");
}
}
四、实验总结
这次的实验考验难度一般，主要理解的是各个调度算法之间的运算关系，有点复杂，但是有C语言的三年学习经验，编程出来该程序还是比较轻松