专业：商业软件工程 班级：商软2班 姓名：梁仕标 学号：201406114248
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。
#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***********先来先服务算法FCFS************\n");
sort(n);
output(n);
FCFS(n);
break;
case 2:
printf("\n***********最短作业优先算法SJF************\n");
sort(n);
output(n);
SJF(n);
break;
case 3:
printf("\n***********响最高者应比优先HRRF算法************\n");
sort(n);
output(n);
HRRF(n);
break;
case 4:
system("cls");
break;
case 0:
exit(0);break;
}
}
}
/*菜单*/
void menu()
{
puts("\n\n");
puts("\t******************************************************");
puts("\t 作业调度系统 ");
puts("\t******************************************************");
puts("\t 1: 调用文本写入数据 ");
puts("\t 2: 调用伪随机数产生数据 ");
puts("\t 3: 调用自己输入模拟数据 ");
puts("\t******************************************************");
printf("\n\n请选择菜单项<1~3>:");
}
void menu1()
{
puts("\n\n");
puts("\t*********************************************************");
puts("\t 1.FCFS算法调度 ");
puts("\t 2.SJF算法调度 ");
puts("\t 3.HRRF算法调度 ");
puts("\t 4.调用系统清屏 ");
puts("\t 0.退出算法调度 ");
puts("\t********************************************************");
printf("\n\n请选择菜单项<0~4>:");
}
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 !\n");
exit(0);
}
printf("\n id 作业到达时间 作业运行所需要时间\n");
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("\n%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 !\n");
exit(0);
}
m=i-1;
return m;
}
//伪随机数产生器
int Pseudo_random_number()
{
int i,n;
srand((unsigned)time(0)); //参数seed是rand()的种子，用来初始化rand()的起始值。
//输入作业数
n=rand()%23+5;
for(i=1; i<=n; i++)
{
job[i].name=i;
//作业到达时间
job[i].arrtime=rand()%29+1;
//作业运行时间
job[i].reqtime=rand()%7+1;
}
printf("\n id 作业到达时间 作业运行所需要时间\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 作业到达时间 作业运行所需要时间\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 作业到达时间 作业完成时间 作业运行所需要时间 作业周转时间 带权作业周转时间\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("平均作业周转时间=%.2f\n",num/n);
printf("平均带权作业周转时间=%.2f",NUM/n);
printf("\n");
}
int input()
{
int i,n;
printf(" 作业个数:");
scanf("%d",&n);
for(i=1;i<=n;i++)
{
printf("\n第%d个作业:\n",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("\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 作业到达时间 作业完成时间 作业运行所需要时间 作业周转时间 带权作业周转时间\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("平均作业周转时间=%.2f\n",num/n);
printf("平均带权作业周转时间=%.2f",NUM/n);
printf("\n");
}
void HRRF(int n)
{
int i,j;
struct jcb temp;
printf("\nid 最高响应比\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 最高响应比\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: 调用文本写入数据
2: 调用伪随机数产生数据
3: 调用自己输入模拟数据
1.FCFS算法调度
2.SJF算法调度
3.HRRF算法调度
总结
刚开始做时觉得很难，经过老师的讲解与分步，就没有想象中的那么难了。