操作系统 实验二 作业调度模拟程序

实验二、作业调度模拟程序

专业：商软一班   姓名：赖新耀 学号：201406114129

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？
2	一个作业具备什么信息？
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
4	操作系统中，常用的作业调度算法有哪些？
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？

 

五、       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、实验原理及核心算法参考程序段

     单道FCFS算法：

        

实验截图：

代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define N 10
void input();
void output();
void sort();
void running();
void fcfs();
void sjf();


int main(int argc, char *argv[]) {
  int n;
  input();
   do{
    printf("		1:FCFS
		2:SJF
		0:退出
"); 
    printf("请选择调度算法："); 
    scanf("%d",&n); 
switch(n)
  {
    case 1:fcfs(); break; 
    case 2:sjf(); break; 
    case 0: break;
  }
}
    while(n!=0);
    return 0; 
}
struct JCB{
    char name[10]; //作业名
    float arrivetime; //作业开始时间 
    float runtime; //作业运行时间 
    float run; //开始时间 
    float finish; //完成时间 
    float T; //周转时间 
    float W; //带权周转时间 
}jcb[N],temp; 
int i,k,num,m,n;
void input()
{
    int i;
do{
    printf("
请输入作业数:");
    scanf("%d",&num); 
}
while(0>=num||num>50);
for(i=0;i<num;i++){
    printf("第%d个作业名:",i+1); 
    scanf("%s",&jcb[i].name); 
    printf("请输入开始时间:"); 
    scanf("%f",&jcb[i].arrivetime); 
    printf("请输入要求服务时间:"); 
    scanf("%f",&jcb[i].runtime); 
    printf("
");
  }
}
void output()
{
    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("  %s    %.2f     %.2f     %.2f     %.2f     %.2f     %.2f",jcb[i].name,jcb[i].arrivetime,jcb[i].runtime,jcb[i].run,jcb[i].finish,jcb[i].T,jcb[i].W);
    printf("
");
    numT=numT+jcb[i].T;
    numW=numW+jcb[i].W; 
}
    printf("-----------------------------------------------------------------------
");
    avgT=numT/num;
    avgW=numW/num;
    printf("平均作业周转时间：%.2f
",avgT);
    printf("
");
    printf("平均带权作业周转时间：%.2f
",avgW); 
    printf("
");
}
void sort() 
{
    int i,j;
    for(j=0;j<num;j++){
    for(i=0;i<num-j-1;i++){
    if(jcb[i].arrivetime>jcb[i+1].arrivetime) {
    temp=jcb[i]; 
    jcb[i]=jcb[i+1]; 
    jcb[i+1]=temp;
    }
   }
  } 
}
void running()
{
    for(k=0;k<num;k++){
    if(k==0)
{
    jcb[k].run=jcb[k].arrivetime; 
    jcb[k].finish=jcb[k].arrivetime+jcb[k].runtime; 
    }
    else{
if(jcb[k].arrivetime>=jcb[k-1].finish) {
    jcb[k].run=jcb[k].arrivetime; 
    jcb[k].finish=jcb[k].arrivetime+jcb[k].runtime;
    }
    else {
    jcb[k].run=jcb[k-1].finish; 
    jcb[k].finish=jcb[k-1].finish+jcb[k].runtime; 
    }
   }

}
    for(k=0;k<num;k++)
{
    jcb[k].T=jcb[k].finish-jcb[k].arrivetime; 
    jcb[k].W=jcb[k].T/jcb[k].runtime;
     }
}
void fcfs()//先来先服务
{
    sort(); 
    running(); 
    output();
}
void sjf()//短作业优先
{
    int next;
    float min;
    sort();
    for(m=0;m<num;m++)
{
    i=0;
    if(m==0)
{
    jcb[m].finish=jcb[m].arrivetime+jcb[m].runtime;
    }
    else{
    jcb[m].finish=jcb[m-1].finish+jcb[m].runtime;
}
for(n=m+1;n<num;n++)
{
    if(jcb[n].arrivetime<=jcb[m].finish)
    i++; 
}
    min=jcb[m+1].runtime; 
    next=m+1; 
    for(k=m+1;k<i;k++)
{
    if(jcb[k+1].runtime<min)
{
    min=jcb[k+1].runtime; 
    next=k+1; 
    temp=jcb[m+1]; 
    jcb[m+1]=jcb[next]; 
    jcb[next]=temp; 
}
else
{
    min=jcb[k+1].runtime; 
    next=k; 
    temp=jcb[k+1]; 
    jcb[k+1]=jcb[next]; 
    jcb[next]=temp; 
} 
}
}
    running();
    output(); 
}