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：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 | #include<stdio.h> struct jcb { char name[10]; char status; int arrtime; int startime; int reqtime; int finitime; float TAtime; float TAWtime; float prio; } jobarr[24],jobfin[24],job[24]; void Finishtime( int n,jcb job[]); TAtime( int n,jcb job[], float averageTAtime); TAWtime( int n,jcb job[], float averageTAWtime); void OrderByarrtime( int n,jcb job[]); void putOutjob(jcb job[], int n); void main() { float averageTAtime=0; float averageTAWtime=0; int n; int systime=0; printf( "作业数:" ); scanf( "%d" ,&n); for ( int i=0;i<n;i++) { printf( "第%d个作业:\n" ,i+1); printf( "作业名称:" ); scanf( "%s" ,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( "\n" ); } OrderByarrtime(n,job); Finishtime(n,job); averageTAtime=TAtime(n,job,averageTAtime); averageTAWtime=TAWtime(n,job,averageTAWtime); putOutjob(job,n); printf( "现在系统时间:%d\n" ,systime); printf( "平均周转时间=%f\n" ,averageTAtime); printf( "平均带权周转时间=%f\n" ,averageTAWtime); } void putOutjob(jcb job[], int n) { int i; printf( "\n\n作业名|到达时间|服务时间|开始时间|结束时间|周转时间|带权周转时间\n" ); for (i=0;i<n;i++) { printf( "%s\t%d\t%d\t%d\t%d\t%f\t%f\n" ,job[i].name,job[i].arrtime,job[i].reqtime,job[i].startime,job[i].finitime,job[i].TAtime,job[i].TAWtime); } } void OrderByarrtime( int n,jcb job[]) { int i,j; jcb tmp; for (i=0;i<n-1;i++) for (j=i+1;j<n;j++) { if (job[i].arrtime>job[j].arrtime) { tmp=job[i]; job[i]=job[j]; job[j]=tmp; } } } void Finishtime( int n,jcb job[]) { int i; for (i=0;i<n;i++) { if (i==0) { job[i].finitime=job[i].arrtime+job[i].reqtime; job[i].startime=job[i].finitime; } else { job[i].finitime=job[i-1].startime+job[i].reqtime; job[i].startime=job[i].finitime; } } } TAtime( int n,jcb job[], float averageTAtime) { int i; float sum=0; for (i=0;i<n;i++) { job[i].TAtime=job[i].finitime-job[i].arrtime; sum=sum+job[i].TAtime; } averageTAtime=sum/( double )n; return averageTAtime; } TAWtime( int n,jcb job[], float averageTAWtime) { int i; float sum=0; for (i=0;i<n;i++) { job[i].TAWtime=job[i].TAtime/job[i].reqtime; sum=sum+job[i].TAWtime; } averageTAWtime=sum/( double )n; return averageTAWtime; } |