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
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序号 |
准备内容 |
完成情况 |
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1 |
什么是作业？ |
作业是用户提交给操作系统计算的一个独立任务。 |
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2 |
一个作业具备什么信息？ |
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。 |
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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 |
单个作业使用结构体，多个作业使用队列。 |
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4 |
操作系统中，常用的作业调度算法有哪些？ |
先来先服务（FCFS）算法，最短作业优先 (SJF)算法，最短剩余时间优先算法，最高响应比优先(HRRN)算法。 |
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5 |
如何编程实现作业调度算法？ |
先来先服务算法。 |
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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？ |
输入：读取文件 输出：计算并打印这组作业的平均周转时间及带权周转时间。 |
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。
1 #include<stdio.h> 2 #include<stdlib.h> 3 #include<string.h> 4 #include<conio.h> 5 #include<iostream.h> 6 #define Maxjob 24 7 #define recsfnum 5 8 int recordjobnum; 9 struct jcb 10 { 11 char jobname[10];//作业名称 12 char status; //状态：开始s，等待d，就绪j 13 int arrtime;//到达时间 14 int reqtime;//要求服务时间 15 int starttime;//开始时间 16 int finishtime;//完成时间 17 int TAtime;//周转时间 18 int TAWtime;//带权周转时间 19 int ATAWtime;//平均带权周转时间 20 int ATAtime;//平均作业周转时间 21 int prio; //优先级 22 }job[Maxjob],time[recsfnum]; 23 24 int systime=0; 25 int recordATA=0;//记录平均周转时间的个数 26 int intarr,intfin,intjob;//到达作业个数，完成作业个数，未到达作业个数 27 28 void menu() 29 { 30 printf(" |-----------------------------------| "); 31 printf(" | welcome | "); 32 printf(" |-----------------------------------| "); 33 printf(" | 1:输入数据 | "); 34 printf(" | 2:插入数据 | "); 35 printf(" | 3:删除数据 | "); 36 printf(" | 4:选择算法 | "); 37 printf(" | 5:清屏 | "); 38 printf(" | 0:结束 | "); 39 printf(" |-----------------------------------| "); 40 printf("请输入你要选择的功能(0~3):"); 41 } 42 43 void InputData()//输入数据 44 { 45 int i; 46 printf("请输入作业的个数:"); 47 scanf("%d",&recordjobnum); 48 for(i=0;i<recordjobnum;i++) 49 { 50 printf(" 第%d个作业: ",i+1); 51 printf("作业名:"); 52 scanf("%s",job[i].jobname); 53 printf("到达时间:"); 54 scanf("%d",&job[i].arrtime); 55 printf("CPU运行时间:"); 56 scanf("%d",&job[i].reqtime); 57 printf("优先级:"); 58 scanf("%d",&job[i].prio); 59 } 60 } 61 62 void AccordArriveTimeSort()//根据到达时间进行排序 63 { 64 int sum=0,i,j,sum1=0; 65 int arrtemp,reqtemp; 66 char nametemp[10]; 67 printf("经按到达时间排序后，未达到队列是 "); 68 for(i=0;i<recordjobnum;i++) 69 { 70 for(j=i+1;j<recordjobnum;j++) 71 { 72 if(job[i].arrtime>job[j].arrtime) 73 { 74 arrtemp=job[i].arrtime; 75 reqtemp=job[i].reqtime; 76 strcpy(nametemp,job[i].jobname); 77 job[i].arrtime=job[j].arrtime; 78 job[i].reqtime=job[j].reqtime; 79 strcpy(job[i].jobname,job[j].jobname); 80 job[j].arrtime=arrtemp; 81 job[j].reqtime=reqtemp; 82 strcpy(job[j].jobname,nametemp); 83 } 84 } 85 } 86 87 printf(" name artime reqtime "); 88 for(i=0;i<recordjobnum;i++) 89 printf("N%d %s %d %d ",i+1,job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime); 90 for(i=0;i<recordjobnum;i++) 91 { 92 job[i].TAtime=systime+job[i].reqtime; 93 systime=job[i].TAtime; 94 sum=sum+job[i].TAtime; 95 job[i].TAWtime=job[i].TAtime/job[i].reqtime; 96 sum1=sum1+job[i].TAWtime; 97 } 98 time[recordATA].ATAtime=sum/recordjobnum; 99 time[recordATA].ATAWtime=sum1/recordjobnum; 100 printf("采用按到达时间顺序算法的平均周转时间是:%d ",time[recordATA].ATAtime); 101 printf("采用按到达时间顺序算法的平均带权周转时间是:%d ",time[recordATA].ATAWtime); 102 recordATA=recordATA+1; 103 systime=0; 104 printf(" 现在系统时间 : "); 105 system("time"); 106 } 107 108 void InsertData()//插入数据 109 { 110 char name[10]; 111 int arrivetime; 112 int requtime; 113 int i,j; 114 printf("请输入要插入的数据:"); 115 printf("作业名:"); 116 scanf("%s",name); 117 printf("到达时间:"); 118 scanf("%d",&arrivetime); 119 printf("CPU运行时间:"); 120 scanf("%d",&requtime); 121 for(i=0;i<=recordjobnum;i++) 122 { 123 if((i<recordjobnum)&&(arrivetime<=job[i].arrtime)) 124 { 125 for(j=recordjobnum-1;j>=i;j--) 126 { 127 job[j+1].arrtime=job[j].arrtime; 128 job[j+1].reqtime=job[j].reqtime; 129 strcpy(job[j+1].jobname,job[j].jobname); 130 } 131 job[i].arrtime=arrivetime; 132 job[i].reqtime=requtime; 133 strcpy(job[i].jobname,name); 134 } 135 if((i=recordjobnum)&&(arrivetime>=job[i].arrtime)) 136 { 137 job[i].arrtime=arrivetime; 138 job[i].reqtime=requtime; 139 strcpy(job[i].jobname,name); 140 } 141 142 } 143 recordjobnum=recordjobnum+1; 144 printf(" name artime reqtime "); 145 for(i=0;i<recordjobnum;i++) 146 printf("N%d %s %d %d ",i+1,job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime); 147 system("time"); 148 } 149 150 void DeleteData()//删除数据 151 { 152 char name[10]; 153 int i,j; 154 printf("请输入要删除的作业名:"); 155 scanf("%s",name); 156 for(i=0;i<recordjobnum;i++) 157 { 158 if(strcmp(job[i].jobname,name)==0) 159 { 160 for(j=i+1;j<recordjobnum;j++) 161 { 162 job[j-1].arrtime=job[j].arrtime; 163 job[j-1].reqtime=job[j].reqtime; 164 strcpy(job[j-1].jobname,job[j].jobname); 165 } 166 } 167 } 168 recordjobnum=recordjobnum-1; 169 printf(" name artime reqtime "); 170 for(i=0;i<recordjobnum;i++) 171 printf("N%d %s %d %d ",i+1,job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime); 172 173 } 174 175 void ArithmeticMenu()//算法菜单 176 { 177 printf(" |-----------------------------------| "); 178 printf(" | 1:到达时间顺序 | "); 179 printf(" | 2:先来先服务 | "); 180 printf(" | 3:最短作业优先 | "); 181 printf(" | 4:优先级 | "); 182 printf(" | 5:结束 | "); 183 printf(" |-----------------------------------| "); 184 printf("请输入你要选择的功能(1~5): "); 185 } 186 187 void FCFS()//先来先服务算法 188 { 189 190 int i,sum=0,sum1=0; 191 printf(" name artime reqtime "); 192 for(i=0;i<recordjobnum;i++) 193 printf("N%d %s %d %d ",i+1,job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime); 194 for(i=0;i<recordjobnum;i++) 195 { 196 job[i].TAtime=systime+job[i].reqtime; 197 systime=job[i].TAtime; 198 sum=sum+job[i].TAtime; 199 job[i].TAWtime=job[i].TAtime/job[i].reqtime; 200 sum1=sum1+job[i].TAWtime; 201 } 202 203 time[recordATA].ATAtime=sum/recordjobnum; 204 time[recordATA].ATAWtime=sum1/recordjobnum; 205 printf("采用FCFS算法的平均周转时间是:%d ",time[recordATA].ATAtime); 206 printf("采用FCFS算法的平均周转时间是:%d ",time[recordATA].ATAWtime); 207 recordATA=recordATA+1; 208 systime=0; 209 printf(" 现在系统时间 : "); 210 system("time"); 211 212 } 213 214 void SJF()//最短作业优先算法 215 { 216 int sum=0,i,j,sum1=0; 217 int arrtemp,reqtemp; 218 char nametemp[10]; 219 printf("按CPU最短时间排序: "); 220 for(i=0;i<recordjobnum;i++) 221 { 222 for(j=i+1;j<recordjobnum;j++) 223 { 224 if(job[i].reqtime>job[j].reqtime) 225 { 226 arrtemp=job[i].arrtime; 227 reqtemp=job[i].reqtime; 228 strcpy(nametemp,job[i].jobname); 229 job[i].arrtime=job[j].arrtime; 230 job[i].reqtime=job[j].reqtime; 231 strcpy(job[i].jobname,job[j].jobname); 232 job[j].arrtime=arrtemp; 233 job[j].reqtime=reqtemp; 234 strcpy(job[j].jobname,nametemp); 235 } 236 } 237 } 238 printf(" name artime reqtime "); 239 for(i=0;i<recordjobnum;i++) 240 printf("N%d %s %d %d ",i+1,job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime); 241 for(i=0;i<recordjobnum;i++) 242 { 243 job[i].TAtime=systime+job[i].reqtime; 244 systime=job[i].TAtime; 245 sum=sum+job[i].TAtime; 246 job[i].TAWtime=job[i].TAtime/job[i].reqtime; 247 sum1=sum1+job[i].TAWtime; 248 } 249 250 time[recordATA].ATAtime=sum/recordjobnum; 251 time[recordATA].ATAWtime=sum1/recordjobnum; 252 printf("采用最短作业优先算法的平均周转时间是:%d ",time[recordATA].ATAtime); 253 printf("采用最短作业优先算法的平均周转时间是:%d ",time[recordATA].ATAWtime); 254 recordATA=recordATA+1; 255 systime=0; 256 printf(" 现在系统时间 : "); 257 system("time"); 258 } 259 260 void PRIOArithmetic()//优先级调度算法 261 { 262 int sum=0,i,j,sum1=0; 263 int arrtemp,reqtemp,priotemp; 264 char nametemp[10]; 265 printf("按CPU最短时间排序: "); 266 for(i=0;i<recordjobnum;i++) 267 { 268 for(j=i+1;j<recordjobnum;j++) 269 { 270 if(job[i].prio>job[j].prio) 271 { 272 arrtemp=job[i].arrtime; 273 reqtemp=job[i].reqtime; 274 strcpy(nametemp,job[i].jobname); 275 priotemp=job[i].prio; 276 job[i].arrtime=job[j].arrtime; 277 job[i].reqtime=job[j].reqtime; 278 strcpy(job[i].jobname,job[j].jobname); 279 job[i].prio=job[j].prio; 280 job[j].arrtime=arrtemp; 281 job[j].reqtime=reqtemp; 282 strcpy(job[j].jobname,nametemp); 283 job[j].prio=priotemp; 284 } 285 } 286 } 287 printf(" name artime reqtime prio "); 288 for(i=0;i<recordjobnum;i++) 289 printf("N%d %s %d %d %d ",i+1,job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime,job[i].prio); 290 for(i=0;i<recordjobnum;i++) 291 { 292 job[i].TAtime=systime+job[i].reqtime; 293 systime=job[i].TAtime; 294 sum=sum+job[i].TAtime; 295 job[i].TAWtime=job[i].TAtime/job[i].reqtime; 296 sum1=sum1+job[i].TAWtime; 297 } 298 299 time[recordATA].ATAtime=sum/recordjobnum; 300 time[recordATA].ATAWtime=sum1/recordjobnum; 301 printf("采用优先级算法的平均周转时间是:%d ",time[recordATA].ATAtime); 302 printf("采用优先级算法的平均周转时间是:%d ",time[recordATA].ATAWtime); 303 recordATA=recordATA+1; 304 systime=0; 305 printf(" 现在系统时间 : "); 306 system("time"); 307 } 308 309 void ChooseArithmetic()//选择算法 310 { 311 int choose; 312 ArithmeticMenu(); 313 scanf("%d",&choose); 314 switch(choose) 315 { 316 case 1: 317 AccordArriveTimeSort(); 318 break; 319 case 2: 320 FCFS(); 321 break; 322 case 3: 323 SJF(); 324 break; 325 case 4: 326 PRIOArithmetic(); 327 break; 328 329 } 330 } 331 332 main() 333 { 334 int n; 335 while(1) 336 { 337 menu(); 338 scanf("%d",&n); 339 switch(n) 340 { 341 case 1: 342 InputData(); 343 break; 344 case 2: 345 InsertData(); 346 break; 347 case 3: 348 DeleteData(); 349 break; 350 case 4: 351 ChooseArithmetic(); 352 break; 353 case 5: 354 system("cls"); 355 break; 356 case 0: 357 exit(0); 358 break; 359 360 } 361 getch(); 362 } 363 }