專業：商業軟體工程 班級：商軟2班 姓名：梁仕标 學号：201406114248
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 <time.h>
struct jcb{
char status;
int name;
int arrtime;
int reqtime;
int startime;
int finitime;
float TAtime,TAwtime;
float prio;
}jobarr[24],jobfin[24],job[24];
int systime=0;
int intarr,intfin,intjob;
int ReadFile();
void menu();
void menu1();
int Pseudo_random_number();
void sort(int n);
void output(int n);
void FCFS(int n);
void SJF(int n);
void HRRF(int n);
int input();
void main()
{
int n,m;
menu();
scanf("%d",&n);
switch(n)
{
case 1:
n=ReadFile();
break;
case 2:
n=Pseudo_random_number();
break;
case 3:
n=input();
break;
}
while(1)
{
menu1();
scanf("%d",&m);
switch(m)
{
case 1:
printf("\n***********先來先服務算法FCFS************\n");
sort(n);
output(n);
FCFS(n);
break;
case 2:
printf("\n***********最短作業優先算法SJF************\n");
sort(n);
output(n);
SJF(n);
break;
case 3:
printf("\n***********響最高者應比優先HRRF算法************\n");
sort(n);
output(n);
HRRF(n);
break;
case 4:
system("cls");
break;
case 0:
exit(0);break;
}
}
}
/*菜單*/
void menu()
{
puts("\n\n");
puts("\t******************************************************");
puts("\t 作業排程系統 ");
puts("\t******************************************************");
puts("\t 1: 調用文本寫入資料 ");
puts("\t 2: 調用僞随機數産生資料 ");
puts("\t 3: 調用自己輸入模拟資料 ");
puts("\t******************************************************");
printf("\n\n請選擇菜單項<1~3>:");
}
void menu1()
{
puts("\n\n");
puts("\t*********************************************************");
puts("\t 1.FCFS算法排程 ");
puts("\t 2.SJF算法排程 ");
puts("\t 3.HRRF算法排程 ");
puts("\t 4.調用系統清屏 ");
puts("\t 0.退出算法排程 ");
puts("\t********************************************************");
printf("\n\n請選擇菜單項<0~4>:");
}
int ReadFile()
{
int m=0;
int i=1;
FILE *fp; //定義檔案指針
fp=fopen("3.txt","r"); //打開檔案
if(fp==NULL)
{
printf("File open error !\n");
exit(0);
}
printf("\n id 作業到達時間 作業運作所需要時間\n");
while(!feof(fp))
{
fscanf(fp,"%d%d%d",&job[i].name,&job[i].arrtime,&job[i].reqtime); //fscanf()函數将資料讀入
printf("\n%3d%12d%15d",job[i].name,job[i].arrtime,job[i].reqtime); //輸出到螢幕
i++;
};
if(fclose(fp)) //關閉檔案
{
printf("Can not close the file !\n");
exit(0);
}
m=i-1;
return m;
}
//僞随機數産生器
int Pseudo_random_number()
{
int i,n;
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
n=rand()%23+5;
for(i=1; i<=n; i++)
{
job[i].name=i;
//作業到達時間
job[i].arrtime=rand()%29+1;
//作業運作時間
job[i].reqtime=rand()%7+1;
}
printf("\n id 作業到達時間 作業運作所需要時間\n");
for(i=1; i<=n; i++)
{
printf("\n%3d%12d%15d",job[i].name,job[i].arrtime,job[i].reqtime);
}
printf("\n");
return n;
}
void sort(int n)
{
int i,j;
struct jcb temp;
for(i=1;i<=n;i++)
{
for(j=i+1;j<n;j++)
{
if(job[j].arrtime<job[i].arrtime)
{
temp = job[i];
job[i] = job[j];
job[j] = temp;
}
}
}
}
void output(int n)
{
int i;
printf("\n id 作業到達時間 作業運作所需要時間\n");
for(i=1; i<=n; i++)
{
printf("\n%3d%12d%15d",job[i].name,job[i].arrtime,job[i].reqtime);
}
printf("\n");
}
void FCFS(int n)
{
int i;
float num=0,NUM=0;
job[1].finitime=job[1].reqtime;
job[1].TAtime=float(job[1].finitime-job[1].arrtime);
job[1].TAwtime=job[1].TAtime/job[1].reqtime;
for(i=1;i<=n;i++)
{
if(job[i+1].arrtime<job[i].finitime)
{
job[i+1].finitime+=job[i+1].reqtime+job[i].finitime;
job[i].TAtime=float(job[i].finitime-job[i].arrtime);
job[i].TAwtime=job[i].TAtime/job[i].reqtime;
}
else
{
job[i+1].finitime+=job[i+1].arrtime+job[i].reqtime;
job[i].TAtime=float(job[i].finitime-job[i].arrtime);
job[i].TAwtime=job[1].TAtime/job[i].reqtime;
}
}
printf("\nid 作業到達時間 作業完成時間 作業運作所需要時間 作業周轉時間 帶權作業周轉時間\n");
for(i=1; i<=n; i++)
{
printf("\n%d%10d%13d%14d%15.0f%13.2f",job[i].name,job[i].arrtime,job[i].finitime,job[i].reqtime,job[i].TAtime,job[i].TAwtime);
}
printf("\n");
for(i=1; i<=n; i++)
{
num+=job[i].TAtime;
NUM+=job[i].TAwtime;
}
printf("平均作業周轉時間=%.2f\n",num/n);
printf("平均帶權作業周轉時間=%.2f",NUM/n);
printf("\n");
}
int input()
{
int i,n;
printf(" 作業個數:");
scanf("%d",&n);
for(i=1;i<=n;i++)
{
printf("\n第%d個作業:\n",i);
printf("輸入作業名:");
scanf("%d",&job[i].name);
printf("到達時間:");
scanf("%d",&job[i].arrtime);
printf("要求服務時間:");
scanf("%d",&job[i].reqtime);
printf("\n");
}
return n;
}
void SJF(int n)
{
int i,j;
struct jcb temp;
float num=0,NUM=0;
job[1].finitime=job[1].reqtime;
job[1].TAtime=float(job[1].finitime-job[1].arrtime);
job[1].TAwtime=job[1].TAtime/job[1].reqtime;
for(i=2;i<=n;i++)
{
for(j=i+1;j<=n;j++)
{
if(job[j].reqtime<job[i].reqtime)
{
temp = job[i];
job[i] = job[j];
job[j] = temp;
}
}
}
for(i=1;i<=n;i++)
{
if(job[i+1].arrtime<job[i].finitime)
{
job[i+1].finitime+=job[i+1].reqtime+job[i].finitime;
job[i].TAtime=float(job[i].finitime-job[i].arrtime);
job[i].TAwtime=job[i].TAtime/job[i].reqtime;
}
else
{
job[i+1].finitime+=job[i+1].arrtime+job[i].reqtime;
job[i].TAtime=float(job[i].finitime-job[i].arrtime);
job[i].TAwtime=job[1].TAtime/job[i].reqtime;
}
}
printf("\nid 作業到達時間 作業完成時間 作業運作所需要時間 作業周轉時間 帶權作業周轉時間\n");
for(i=1; i<=n; i++)
{
printf("\n%d%10d%13d%14d%15.0f%13.2f",job[i].name,job[i].arrtime,job[i].finitime,job[i].reqtime,job[i].TAtime,job[i].TAwtime);
}
printf("\n");
for(i=1; i<=n; i++)
{
num+=job[i].TAtime;
NUM+=job[i].TAwtime;
}
printf("平均作業周轉時間=%.2f\n",num/n);
printf("平均帶權作業周轉時間=%.2f",NUM/n);
printf("\n");
}
void HRRF(int n)
{
int i,j;
struct jcb temp;
printf("\nid 最高響應比\n");
for(j=2;j<=n;j++)
{
job[j].TAtime=(float)(job[1].reqtime-job[j].arrtime);
job[j].prio=1+job[j].TAtime/job[j].reqtime;
}
for(i=2;i<=n;i++)
{
for(j=i+1;j<=n;j++)
{
if(job[j].prio>job[i].prio)
{
temp = job[j];
job[j] = job[i];
job[i] = temp;
}
}
}
for(j=2;j<=n;j++)
{
printf("%d %.2f\n",job[j].name,job[j].prio);
}
for(i=2;i<n;i++){
printf("\nid 最高響應比\n");
for(j=i+1;j<=n;j++){
job[j].TAtime=job[j].TAtime+job[i].reqtime;
job[j].prio=1+job[j].TAtime/job[j].reqtime;
printf("%d %.2f\n",job[j].name,job[j].prio);
}}
}
1: 調用文本寫入資料
2: 調用僞随機數産生資料
3: 調用自己輸入模拟資料
1.FCFS算法排程
2.SJF算法排程
3.HRRF算法排程
總結
剛開始做時覺得很難，經過老師的講解與分步，就沒有想象中的那麼難了。