專業：商業軟體工程 班級：商軟2班 姓名：蔡彩虹 學号：201406114202
實驗二作業排程模拟程式
一、目的和要求
1. 實驗目的
（1）加深對作業排程算法的了解；
（2）進行程式設計的訓練。
2．實驗要求
用進階語言編寫一個或多個作業排程的模拟程式。
單道批處理系統的作業排程程式。作業一投入運作，它就占有計算機的一切資源直到作業完成為止，是以排程作業時不必考慮它所需要的資源是否得到滿足，它所運作的時間等因素。
作業排程算法：
1) 采用先來先服務（FCFS）排程算法，即按作業到達的先後次序進行排程。總是首先排程在系統中等待時間最長的作業。
2) 短作業優先 (SJF) 排程算法，優先排程要求運作時間最短的作業。
3) 響應比高者優先(HRRN)排程算法，為每個作業設定一個優先權(響應比)，排程之前先計算各作業的優先權，優先數高者優先排程。RP (響應比)＝ 作業周轉時間 / 作業運作時間=1+作業等待時間/作業運作時間
每個作業由一個作業控制塊JCB表示，JCB可以包含以下資訊：作業名、送出（到達）時間、所需的運作時間、所需的資源、作業狀态、鍊指針等等。
作業的狀态可以是等待W（Wait）、運作R（Run）和完成F（Finish）三種之一。每個作業的最初狀态都是等待W。
一、 模拟資料的生成
1． 允許使用者指定作業的個數（2-24），預設值為5。
2． 允許使用者選擇輸入每個作業的到達時間和所需運作時間。
3． （**）從檔案中讀入以上資料。
4． （**）也允許使用者選擇通過僞随機數指定每個作業的到達時間（0-30）和所需運作時間（1-8）。
二、 模拟程式的功能
1． 按照模拟資料的到達時間和所需運作時間，執行FCFS, SJF和HRRN排程算法，程式計算各作業的開始執行時間，各作業的完成時間，周轉時間和帶權周轉時間（周轉系數）。
2． 動态示範每排程一次，更新現在系統時刻，處于運作狀态和等待各作業的相應資訊（作業名、到達時間、所需的運作時間等）對于HRRN算法，能在每次排程時顯示各作業的響應比R情況。
3． （**）允許使用者在模拟過程中送出新作業。
4． （**）編寫并排程一個多道程式系統的作業排程模拟程式。 隻要求作業排程算法：采用基于先來先服務的排程算法。 對于多道程式系統，要假定系統中具有的各種資源及數量、排程作業時必須考慮到每個作業的資源要求。
三、 模拟資料結果分析
1． 對同一個模拟資料各算法的平均周轉時間，周轉系數比較。
2． （**）用曲線圖或柱形圖表示出以上資料，分析算法的優點和缺點。
四、 實驗準備
| 序号 | 準備内容 | 完成情況 |
| 1 | 什麼是作業？ | |
| 2 | 一個作業具備什麼資訊？ | |
| 3 | 為了友善模拟排程過程，作業使用什麼方式的資料結構存放和表示？JCB | |
| 4 | 作業系統中，常用的作業排程算法有哪些？ | |
| 5 | 如何程式設計實作作業排程算法？ | |
| 6 | 模拟程式的輸入如何設計更友善、結果輸出如何呈現更好？ |
五、 其他要求
1． 完成報告書，内容完整，規格規範。
2． 實驗須檢查，回答實驗相關問題。
注：帶**号的條目表示選做内容。
二、實驗内容
根據指定的實驗課題，完成設計、編碼和調試工作，完成實驗報告。
三、實驗環境
可以采用TC，也可以選用Windows下的利用各種控件較為友善的VB，VC等可視化環境。也可以自主選擇其他實驗環境。
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<conio.h>
#include<iostream.h>
#include<time.h>
#define Maxjob 24
#define recsfnum 5
int recordjobnum;
struct jcb
{
char jobname[10];//作業名稱
char status; //狀态：開始s，等待d，就緒j
float arrtime;//到達時間
float reqtime;//要求服務時間
float starttime;//開始時間
float finishtime;//完成時間
float TAtime;//周轉時間
float TAWtime;//帶權周轉時間
float ATAWtime;//平均帶權周轉時間
float ATAtime;//平均作業周轉時間
float hrrf;//最高響應比
}job[Maxjob],tim[recsfnum];
float systime=0;
int recordATA=0;//記錄平均周轉時間的個數
int intarr,intfin,intjob;//到達作業個數，完成作業個數，未到達作業個數
void menu()
{
printf("\t\t|-----------------------------------|\n");
printf("\t\t| 歡迎進入作業排程 |\n");
printf("\t\t|-----------------------------------|\n");
printf("\t\t| 1:輸入資料 |\n");
printf("\t\t| 2:插入資料 |\n");
printf("\t\t| 3:删除資料 |\n");
printf("\t\t| 4:選擇算法 |\n");
printf("\t\t| 0:結束 |\n");
printf("\t\t|-----------------------------------|\n");
printf("請輸入你要選擇的功能(0~4):");
}
void sort()//排序
{
int i,j;
float arrtemp,reqtemp;
char nametemp[10];
for(i=0;i<recordjobnum;i++)
{
for(j=i+1;j<recordjobnum;j++)
{
if(job[i].arrtime>job[j].arrtime)
{
arrtemp=job[i].arrtime;
reqtemp=job[i].reqtime;
strcpy(nametemp,job[i].jobname);
job[i].arrtime=job[j].arrtime;
job[i].reqtime=job[j].reqtime;
strcpy(job[i].jobname,job[j].jobname);
job[j].arrtime=arrtemp;
job[j].reqtime=reqtemp;
strcpy(job[j].jobname,nametemp);
}
}
}
}
void HandworkInputData()//手工輸入資料
{
int i;
printf("請輸入作業的個數:");
scanf("%d",&recordjobnum);
for(i=0;i<recordjobnum;i++)
{
printf("\n第%d個作業:\n",i+1);
printf("作業名:");
scanf("%s",job[i].jobname);
printf("到達時間:");
scanf("%f",&job[i].arrtime);
printf("CPU運作時間:");
scanf("%f",&job[i].reqtime);
}
printf("\n 作業名 作業到達時間 作業運作所需要時間\n");
for(i=0;i<recordjobnum;i++)
printf("\n%3s%12.2f%15.2f",job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime);
printf("\n");
}
void Pseudo_random_number()//僞随機數輸入
{
int i;
srand((unsigned)time(0)); //參數seed是rand()的種子，用來初始化rand()的起始值。
//輸入作業數
recordjobnum=rand()%23+5;
for(i=0; i<recordjobnum; i++)
{
itoa(i+1,job[i].jobname,10);
//作業到達時間
job[i].arrtime=(float)(rand()%29+1);//把得到的結果強制轉換為float
//作業運作時間
job[i].reqtime=(float)(rand()%7+1);
}
printf("\n 作業名 作業到達時間 作業運作所需要時間\n");
for(i=0; i<recordjobnum; i++)
{
printf("\n%3s%12.2f%15.2f",job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime);
}
printf("\n");
}
void FileInputtData()//檔案讀取
{
int i=0;
FILE *fp; //定義檔案指針
fp=fopen("save.txt","r"); //打開檔案
if(fp==NULL)
{
printf("File open error !\n");
exit(0);
}
printf("\n 作業名 作業到達時間 作業運作所需要時間\n");
while(!feof(fp))
{
fscanf(fp,"%s%f%f",job[i].jobname,&job[i].arrtime,&job[i].reqtime); //fscanf()函數将資料讀入
printf("\n%3s%12.2f%15.2f",job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime); //輸出到螢幕
i++;
}
printf("\n");
if(fclose(fp)) //關閉檔案
{
printf("Can not close the file !\n");
exit(0);
}
recordjobnum=i;
}
void InputData()//輸入資料
{
int n;
while(1)
{
printf("\t\t*********************************\n");
printf("\t\t1.調用文本寫入資料\n");
printf("\t\t2.調用僞随機數輸入資料\n");
printf("\t\t3.調用自己輸入模拟資料\n");
printf("\t\t0.退出輸入程式\n");
printf("\t\t**********************************\n");
printf("請選擇輸入方式:");
scanf("%d",&n);
if(n==0)
break;
switch(n)
{
case 1:
FileInputtData();break;
case 2:Pseudo_random_number();
break;
case 3:
HandworkInputData();break;
case 0:
n=0;break;
}
}
}
void InsertData()//插入資料
{
char name[10];
float arrivetime;
float requtime;
int i,j;
printf("請輸入要插入的資料:\n");
printf("作業名:");
scanf("%s",name);
printf("到達時間:");
scanf("%f",&arrivetime);
printf("CPU運作時間:");
scanf("%f",&requtime);
sort();//排序
for(i=0;i<=recordjobnum;i++)
{
//把資料插入第一個的時候
if((i<recordjobnum)&&(arrivetime<=job[i].arrtime))
{
for(j=recordjobnum-1;j>=i;j--)
{
job[j+1].arrtime=job[j].arrtime;
job[j+1].reqtime=job[j].reqtime;
strcpy(job[j+1].jobname,job[j].jobname);
}
job[i].arrtime=arrivetime;
job[i].reqtime=requtime;
strcpy(job[i].jobname,name);
break;
}
//把資料插入中間的時候
else if((i<recordjobnum)&&(arrivetime>=job[i].arrtime)&&(arrivetime<=job[i+1].arrtime))
{
for(j=recordjobnum-1;j>=i+1;j--)
{
//找到位置後，先把此位置以後的資料都往後移
job[j+1].arrtime=job[j].arrtime;
job[j+1].reqtime=job[j].reqtime;
strcpy(job[j+1].jobname,job[j].jobname);
}
//把資料插入到此位置
job[i+1].arrtime=arrivetime;
job[i+1].reqtime=requtime;
strcpy(job[i+1].jobname,name);
break;
}
//插入到最後面
if((i=recordjobnum)&&(arrivetime>=job[recordjobnum-1].arrtime))
{
job[i].arrtime=arrivetime;
job[i].reqtime=requtime;
strcpy(job[i].jobname,name);
}
}
recordjobnum=recordjobnum+1;//插入一個資料時，數組的容量加1
printf("\n 作業名 作業到達時間 作業運作所需要時間\n");
for(i=0;i<recordjobnum;i++)
printf("\n%3s%12.2f%15.2f",job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime);
printf("\n");
}
void DeleteData()//删除資料
{
char name[10];
int i,j;
printf("請輸入要删除的作業名:");
scanf("%s",name);
for(i=0;i<recordjobnum;i++)
{
if(strcmp(job[i].jobname,name)==0)
{
for(j=i+1;j<recordjobnum;j++)
{
//找到要删除的資料以後，把此位置後面的資料往前移，後面的資料就會把該位置給覆寫，達到删除的效果
job[j-1].arrtime=job[j].arrtime;
job[j-1].reqtime=job[j].reqtime;
strcpy(job[j-1].jobname,job[j].jobname);
}
}
}
recordjobnum=recordjobnum-1;//删除資料後，數組容量減1
printf("\n 作業名 作業到達時間 作業運作所需要時間\n");
for(i=0;i<recordjobnum;i++)
printf("\n%3s%12.2f%15.2f",job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime);
}
void SJF()//最短作業優先算法SJF
{
int i,j;
float sum=0,sum1=0;
float arrtemp,reqtemp;
char nametemp[10];
for(i=0;i<recordjobnum;i++)
{
//先找到到達系統時間為0的資料，把它放在第一位，因為系統會第一時間執行這個作業
if(job[i].arrtime==0)
{
arrtemp=job[0].arrtime;
reqtemp=job[0].reqtime;
strcpy(nametemp,job[0].jobname);
job[0].arrtime=job[i].arrtime;
job[0].reqtime=job[i].reqtime;
strcpy(job[0].jobname,job[i].jobname);
job[i].arrtime=arrtemp;
job[i].reqtime=reqtemp;
strcpy(job[i].jobname,nametemp);
}
}
printf("**********最短作業優先算法SJF*************\n");
//從第二位開始根據系統運作時間的長短進行排序，此排序為升序
for(i=1;i<recordjobnum;i++)
{
for(j=i+1;j<recordjobnum;j++)
{
if(job[i].reqtime>job[j].reqtime)
{
arrtemp=job[i].arrtime;
reqtemp=job[i].reqtime;
strcpy(nametemp,job[i].jobname);
job[i].arrtime=job[j].arrtime;
job[i].reqtime=job[j].reqtime;
strcpy(job[i].jobname,job[j].jobname);
job[j].arrtime=arrtemp;
job[j].reqtime=reqtemp;
strcpy(job[j].jobname,nametemp);
}
}
}
printf("\n 作業名 作業到達時間 作業運作所需要時間\n");
for(i=0;i<recordjobnum;i++)
printf("\n%4s%12.2f%12.2f",job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime);
//計算作業到達系統的時間，作業周轉時間，帶權作業周轉時間
for(i=0;i<recordjobnum;i++)
{
job[i].finishtime=systime+job[i].reqtime;
systime=job[i].finishtime;
job[i].TAtime=job[i].finishtime-job[i].arrtime;
job[i].TAWtime=job[i].TAtime/job[i].reqtime;
}
printf("\n作業名 作業到達時間 作業完成時間 運作時間 作業周轉時間 帶權作業周轉時間\n");
for(i=0;i<recordjobnum;i++)
printf("%4s%12.2f%12.2f%12.2f%12.2f%12.2f\n",job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].finishtime,job[i].reqtime,job[i].TAtime,job[i].TAWtime);
for(i=0;i<recordjobnum;i++)
{
sum=sum+job[i].TAtime;//計算作業周轉時間的總和
sum1=sum1+job[i].TAWtime;//計算作業帶權周轉時間的總和
}
tim[recordATA].ATAtime=sum/recordjobnum;//計算該算法所需的平均周轉時間
tim[recordATA].ATAWtime=sum1/recordjobnum;//計算該算法所需的平均帶權周轉時間
printf("\n平均周轉時間是:%f\n",tim[recordATA].ATAtime);
printf("平均帶權周轉時間是:%f\n",tim[recordATA].ATAWtime);
recordATA=recordATA+1;
systime=0;
}
void FCFS()//先來先服務FCFS
{
int i,j;
float arrtemp,reqtemp;
float sum=0,sum1=0;
char nametemp[10];
//先找到到達系統時間為0的資料，把它放在第一位，因為系統會第一時間執行這個作業
for(i=0;i<recordjobnum;i++)
{
if(job[i].arrtime==0)
{
arrtemp=job[0].arrtime;
reqtemp=job[0].reqtime;
strcpy(nametemp,job[0].jobname);
job[0].arrtime=job[i].arrtime;
job[0].reqtime=job[i].reqtime;
strcpy(job[0].jobname,job[i].jobname);
job[i].arrtime=arrtemp;
job[i].reqtime=reqtemp;
strcpy(job[i].jobname,nametemp);
}
}
printf("**********先來先服務算法FCFS***************\n");
//從第二位開始根據系統運作時間的長短進行排序，此排序為升序
for(i=1;i<recordjobnum;i++)
{
for(j=i+1;j<recordjobnum;j++)
{
if(job[i].arrtime>job[j].arrtime)
{
arrtemp=job[i].arrtime;
reqtemp=job[i].reqtime;
strcpy(nametemp,job[i].jobname);
job[i].arrtime=job[j].arrtime;
job[i].reqtime=job[j].reqtime;
strcpy(job[i].jobname,job[j].jobname);
job[j].arrtime=arrtemp;
job[j].reqtime=reqtemp;
strcpy(job[j].jobname,nametemp);
}
}
}
printf("\n 作業名 作業到達時間 作業運作所需要時間\n");
for(i=0;i<recordjobnum;i++)
printf("\n%3s%12.2f%18.2f",job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime);
//計算作業到達系統的時間，作業周轉時間，帶權作業周轉時間
for(i=0;i<recordjobnum;i++)
{
job[i].finishtime=systime+job[i].reqtime;
systime=job[i].finishtime;
job[i].TAtime=job[i].finishtime-job[i].arrtime;
job[i].TAWtime=job[i].TAtime/job[i].reqtime;
}
printf("\n作業名 作業到達時間 作業完成時間 運作時間 作業周轉時間 帶權作業周轉時間\n");
for(i=0;i<recordjobnum;i++)
printf("%4s%12.2f%12.2f%12.2f%12.2f%12.2f\n",job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].finishtime,job[i].reqtime,job[i].TAtime,job[i].TAWtime);
for(i=0;i<recordjobnum;i++)
{
sum=sum+job[i].TAtime;//計算作業周轉時間的總和
sum1=sum1+job[i].TAWtime;//計算作業帶權周轉時間的總和
}
tim[recordATA].ATAtime=sum/recordjobnum;//計算該算法所需的平均周轉時間
tim[recordATA].ATAWtime=sum1/recordjobnum;//計算該算法所需的平均帶權周轉時間
printf("\n平均周轉時間是=%.2f\n",tim[recordATA].ATAtime);
printf("平均帶權周轉時間是=%.2f\n",tim[recordATA].ATAWtime);
recordATA=recordATA+1;
systime=0;
}
void HRRF()//最高響應比HRRF
{
int i,j;
float arrtemp,reqtemp,hrrftemp;
float sum=0,sum1=0;
char nametemp[10];
sort();//根據到達系統時間進行排序
printf("\n作業名 作業到達時間 作業運作所需要時間\n");
for(i=0;i<recordjobnum;i++)
printf("\n%4s%12.2f%12.2f",job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime);
//計算作業的最高響應比
for(i=1;i<recordjobnum;i++)
{
printf("\n作業名 最高響應比\n");
for(j=i;j<recordjobnum;j++)
{
job[j].hrrf=1+(job[j-1].reqtime-job[j].arrtime+job[j-1].arrtime)/job[j].reqtime;
printf("%4s%12.2f\n",job[j].jobname,job[j].hrrf);
}
}
//根據最高響應比進行降序處理
for(i=1;i<recordjobnum;i++)
{
for(j=i+1;j<recordjobnum;j++)
{
if(job[i].hrrf<job[j].hrrf)
{
arrtemp=job[i].arrtime;
reqtemp=job[i].reqtime;
strcpy(nametemp,job[i].jobname);
hrrftemp=job[i].hrrf;
job[i].arrtime=job[j].arrtime;
job[i].reqtime=job[j].reqtime;
job[i].hrrf=job[j].hrrf;
strcpy(job[i].jobname,job[j].jobname);
job[j].arrtime=arrtemp;
job[j].reqtime=reqtemp;
job[j].hrrf=hrrftemp;
strcpy(job[j].jobname,nametemp);
}
}
}
//計算作業到達系統的時間，作業周轉時間，帶權作業周轉時間
for(i=0;i<recordjobnum;i++)
{
job[i].finishtime=systime+job[i].reqtime;
systime=job[i].finishtime;
job[i].TAtime=job[i].finishtime-job[i].arrtime;
job[i].TAWtime=job[i].TAtime/job[i].reqtime;
}
printf("\n作業名 作業到達時間 作業完成時間 運作時間 作業周轉時間 帶權作業周轉時間\n");
for(i=0;i<recordjobnum;i++)
printf("%4s%12.2f%12.2f%12.2f%12.2f%12.2f\n",job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].finishtime,job[i].reqtime,job[i].TAtime,job[i].TAWtime);
for(i=0;i<recordjobnum;i++)
{
sum=sum+job[i].TAtime;//計算作業周轉時間的總和
sum1=sum1+job[i].TAWtime;//計算作業帶權周轉時間的總和
}
tim[recordATA].ATAtime=sum/recordjobnum;//計算該算法所需的平均周轉時間
tim[recordATA].ATAWtime=sum1/recordjobnum;//計算該算法所需的平均帶權周轉時間
printf("\n平均周轉時間是=%.2f\n",tim[recordATA].ATAtime);
printf("平均帶權周轉時間是=%.2f\n",tim[recordATA].ATAWtime);
recordATA=recordATA+1;
systime=0;
}
void arithmeticmenu()//算法菜單
{
printf("\n\n\t\t***************************\n");
printf("\t\t\t1、FCFS算法排程\n");
printf("\t\t\t2、SJF算法排程\n");
printf("\t\t\t3、HRRF算法排程\n");
printf("\t\t\t4、排程系統清屏\n");
printf("\t\t\t0、退出算法排程\n");
printf("\t\t***************************\n");
printf("\n\n請選擇菜單項；");
}
void choosearithmetic()//選擇算法
{
int n;
while(1)
{
if(n==0)
break;
arithmeticmenu();
scanf("%d",&n);
switch(n)
{
case 1:
FCFS();break;
case 2:
SJF();break;
case 3:
HRRF();break;
case 4:
system("cls");break;
case 0:
n=0;break;
}
}
}
main()
{
int n;
while(1)
{
menu();
scanf("%d",&n);
if(n==0)
break;
switch(n)
{
case 1:
InputData();break;
case 2:
InsertData();break;
case 3:
DeleteData();break;
case 4:
choosearithmetic();break;
case 0:
n=0;break;
}
getch();
}
} 
完成了使用讀文本的形式讀入資料，和随機産生數的方式讀入資料，和調用自己輸入模拟資料的方法，這三者都實作了，還有就是也實作了三種排程算法，不過在實作過程中，也遇到了一些的困難，然後通過不斷的了解跟找資料，然後才慢慢的去解決，但是還不是很完善，會繼續改進