实验二 作业调度模拟程序

实验二作业调度模拟程序

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：

        

#include<stdio.h>


struct jcb{
    int name;
    char status;

    int arrtime;   //到达时间    
    int reqtime;   //要求服务时间
    int startime;  //开始时间
    int finitime;  //完成时间
    float TAtime,TAWtime; //作业周转时间，带权作业周转时间
    float prio;   //作业响应比
}    jobarr[24],jobfin[24],job[24];

int systime=0;
int intarr,intfin,intjob;



void inputA(){                    //输入初始界面
    printf("	*********************************
");
    printf("	1.调用文本写入数据
");
    printf("	2.手写输入数据
");
    printf("	*********************************
");
}

int ReadFile()
{
    int m=0;
    int i=1;
    FILE *fp;     //定义文件指针
    fp=fopen("3.txt","r");  //打开文件
    if(fp==NULL)
    {
        printf("File open error !
");
        return(0);
    }
    printf("
 名字    到达时间     运行所需时间
");
    while(!feof(fp))
    {
        fscanf(fp,"%d%d%d",&job[i].name,&job[i].arrtime,&job[i].reqtime);  //fscanf()函数将数据读入
        printf("
%3d%12d%15d",job[i].name,job[i].arrtime,job[i].reqtime);  //输出到屏幕
        i++;
    };

    if(fclose(fp))     //关闭文件
    {
        printf("Can not close the file !
");
        return(0);
    }
    m=i-1;
    return m;

}

void FCFS(int m)        //先到先服务
{        
        
        for(int i=1;i<m;i++)
        {
            for(int j=i+1;j<=m;j++)
            {
                if(job[i].arrtime>job[j].arrtime)
                    {
                    jcb tmp = job[i];
                    job[i] = job[j];
                    job[j] = tmp;
                    }
            }
        }

}



void SJF(int m)            //最短作业时间
{        
        for(int i=1;i<m;i++)
        {    
    
    
        if(i==1)
        {
            FCFS(m);
        }

        else if(job[i-1].finitime<job[i].arrtime)
            {
                FCFS(m);
            }
        else{
            for(int j=i+1;j<=m;j++)
            {
                if(job[i].reqtime>job[j].reqtime)
                {
                    jcb tmp = job[i];
                    job[i] = job[j];
                    job[j] = tmp;
                }
            }
        }
            
        }
}


//最高响应比优先
void HRRF(int num)
{
     int i, j;
    float sum_TAtime=0;//作业总周转时间
    float sum_TAWtime=0;//作业总带权周转时间
     
    job[1].finitime = job[1].arrtime + job[1].reqtime;
    job[1].startime = job[1].arrtime;
   
    for(i = 1; i <num; i++)
    {
        for(j =1; j < num-1; j++)
        {
            if(job[j].prio < job[j+1].prio)
            {
                if(job[j].arrtime == job[j+1].arrtime)
                {
                    job[num] = job[j]; 
                    job[j] = job[j+1]; 
                    job[j+1] = job[num];
                }
            }
        }
    }
    for(i = 2; i <num; i++)
    {
        job[i].prio = 1 + (job[i-1].finitime - job[i].arrtime) / job[i].reqtime;
        job[i].finitime = job[i-1].finitime + job[i].reqtime;
    }

}

void caculate(int m)        //计算其他时间
{    float a=0,b=0;
    job[1].finitime=job[1].arrtime+job[1].reqtime;
    job[1].TAtime=job[1].finitime-job[1].arrtime;
    job[1].TAWtime=job[1].TAtime/job[1].reqtime;
    for(int i=2;i<=m;i++)
    {
        if(job[i].arrtime<job[i-1].finitime)
        {
            job[i].finitime=job[i-1].finitime+job[i].reqtime;
            job[i].TAtime=job[i].finitime-job[i].arrtime;
            job[i].TAWtime=job[i].TAtime/job[i].reqtime;
        }
        else
            job[i].finitime=job[i].arrtime+job[i].reqtime;
            job[i].TAtime=job[i].finitime-job[i].arrtime;
            job[i].TAWtime=job[i].TAtime/job[i].reqtime;
    }

}

void output(int m)
{    
    float a=0,b=0;
    printf("名字	到达时间	运行所需	完成时间	周转时间	带权周转
");     //输出
    for(int i=1;i<=m;i++)
    {
        printf("%d	%d		%d		%d		%0.2f		%0.2f
",job[i].name,job[i].arrtime,job[i].reqtime,job[i].finitime,job[i].TAtime,job[i].TAWtime);
        a=job[i].TAtime+a;
        b=job[i].TAWtime+b;
    
    }
    printf("平均作业周转时间：%0.2f
",a/m);
    printf("平均带权作业周转时间%0.2f
",b/m);
}


main(){
    int k,m,n1;
    inputA();
    while(1)
    {
        printf("请输入菜单项：");
        scanf("%d",&n1);
        if(n1==1){
            m=ReadFile();
            break;
        }
        else if(n1==2)
        {
        printf("作业个数：");
         scanf("%d",&m);
         printf("
");
        for(int i = 1;i<=m;i++)
         {   
            printf("第%d个作业：
",i);
            printf("输入作业名：");
            scanf("%d",&job[i].name);
            printf("到达时间：");
            scanf("%d",&job[i].arrtime);
            printf("要求服务时间：");
            scanf("%d",&job[i].reqtime);
            printf("
");
         }
        break;
        }
        else
            printf("sorry please return choose!
");
    }
    while(1){
    printf("
选择调度方法：1.先来先服务  2.最短作业优先   3.最高响应比  4.退出:  ");
    scanf("%d",&k);
    switch(k)
    {
    case 1:
        FCFS(m);
        printf("
		******************先来先服务算法*******************
");
        caculate(m);
        output(m);break;
    case 2:
        printf("
		******************短作业优先算法*******************
");
        SJF(m);
        caculate(m);
        output(m);
        break;
    case 3:
        printf("
		******************最高响应比算法*******************
");
        HRRF(m);
        output(m);break;
    case 4:
        return 0;break;

    }
    }
}