实验二作业调度模拟程序
专业：商业软件工程 班级：商软2班 姓名：甘佳萍 学号：201406114207
一、目的
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。
二、要求
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
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序号 |
准备内容 |
完成情况 |
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1 |
什么是作业？ |
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2 |
一个作业具备什么信息？ |
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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 |
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4 |
操作系统中，常用的作业调度算法有哪些？ |
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5 |
如何编程实现作业调度算法？ |
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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？ |
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三、 实验方法、步骤及结果测试
1. 源程序名：压缩包文件（rar或zip）中源程序名yy.c
可执行程序名：yy.exe
2. 原理分析及流程图
主要总体设计问题。
(包括存储结构，主要算法，关键函数的实现等)
存储结构：
struct jcb{
char name[10];//作业名
float arrtime;//提交时间
float waitTime;//等待时间
float startTime;//开始时间
float runTime;//运行时间
float finishTime;//完成时间
float TAtime; //周转时间
float TAWtimei;//带权周转时间
float AvgTAtime,AvgTAWtimei;//平均周转时间；平均带权周转时间
float bi;//响应比
};
jcb JCB[100];
主要算法：
void FCFS() void SJF() void HRRN()
关键函数：
int ReadFile()
void menu()
void displayone()
void displaytow()
void FCFS()
void SJF()
void HRRN()
int main()
3. 主要程序段及其解释：
实现主要功能的程序段，重要的是程序的注释解释。
源程序：
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> struct jcb{ char name[10];//作业名 float arrtime;//提交时间 float waitTime;//等待时间 float startTime;//开始时间 float runTime;//运行时间 float finishTime;//完成时间 float TAtime; //周转时间 float TAWtimei;//带权周转时间 float AvgTAtime,AvgTAWtimei;//平均周转时间；平均带权周转时间 float bi;//响应比 }; jcb JCB[100]; int ReadFile() { int m=0; int i=0; 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); } else { printf("作业名 提交时间 运行时间\n"); while(!feof(fp)) { fscanf(fp,"%s%f%f",&JCB[i].name,&JCB[i].arrtime,&JCB[i].runTime); //fscanf()函数将数据读入 printf("\n%s%15f%12f",JCB[i].name,JCB[i].arrtime,JCB[i].runTime); //输出到屏幕 i++; } fclose(fp); //关闭文件 } m=i-1; return m; } //菜单 void menu() { printf("\n\n |*************** 作业调度 *************|\n"); printf(" |======================================|\n"); printf(" | 0.退出 |\n"); printf(" | 1.先来先服务 (FCFS) 调度算法 |\n"); printf(" | 2.短作业优先 (SJF) 调度算法 |\n"); printf(" | 3.响应比高者优先 (HRRN) 调度算法 |\n"); printf(" |======================================|\n"); } void displayone(float p,char *h,int i,int j) { strcpy(h,JCB[i].name); strcpy(JCB[i].name,JCB[j].name); strcpy(JCB[j].name,h); p=JCB[i].arrtime; JCB[i].arrtime=JCB[j].arrtime; JCB[j].arrtime=p; p=JCB[i].runTime; JCB[i].runTime=JCB[j].runTime; JCB[j].runTime=p; p=JCB[i].startTime; JCB[i].startTime=JCB[j].startTime; JCB[j].startTime=p; p=JCB[i].finishTime; JCB[i].finishTime=JCB[j].finishTime; JCB[j].finishTime=p; }
void displaytow(int i,int y) { printf("\n"); printf("作业%s先开始运行\n\n",JCB[0].name); float AvgCycleTime,AvgValueCycleTime,k=0,m=0;//AvgCycleTime为平均周转时间,AvgValueCycleTime为平均带权周转时间 for(i=0;i<y;i++) { JCB[0].startTime=JCB[0].arrtime; JCB[i].finishTime=JCB[i].startTime+JCB[i].runTime;//结束时间 JCB[i+1].startTime=JCB[i].finishTime; JCB[i].waitTime=JCB[i].startTime-JCB[i].arrtime;//等待时间 JCB[i].TAtime=JCB[i].finishTime-JCB[i].arrtime;//周转时间 JCB[i].TAWtimei=JCB[i].TAtime/JCB[i].runTime;//带权周转时间 k+=JCB[i].TAtime; m+=JCB[i].TAWtimei; } AvgCycleTime=k/y;//平均旋转时间 AvgValueCycleTime=m/y;//平均带权旋转时间 printf("作业名 提交时间 开始时间 运行时间 结束时间 等待时间 周转时间 带权周转时间\n"); for(i=0;i<y;i++) printf("%s\t%.2f\t%.2f\t%4.2f\t%6.2f\t%7.2f\t%7.2f\t%8.2f\n\n",JCB[i].name,JCB[i].arrtime,JCB[i].startTime,JCB[i].runTime,JCB[i].finishTime,JCB[i].waitTime,JCB[i].TAtime,JCB[i].TAWtimei); printf("平均周转时间为："); printf("%.2f\n\n",AvgCycleTime); printf("平均带权周转时间为："); printf("%.2f\n\n",AvgValueCycleTime); }
void FCFS(int y)//先来先服务算法 { float p; int i,j; char h[100]; for(i=0;i<y;i++) { for(j=i+1;j<y;j++) { if(JCB[i].arrtime>JCB[j].arrtime) { displayone(p,h,i,j); } } } displaytow(i,y); } void SJF(int y)//短作业优先算法 { float p; int i,j; char h[100]; for(i=0;i<y;i++)//先提交的作业先运行，后面来的作业再比较运行时间长短 { for(j=i+1;j<y;j++) { if(JCB[i].arrtime>JCB[j].arrtime)//先把作业按提交时间来排序 { displayone(p,h,i,j); } } } for(i=1;i<y;i++) { for(j=i+1;j<y;j++) { if(JCB[i].runTime>JCB[j].runTime)//比较后面来的作业的运行时间 { displayone(p,h,i,j); } } } displaytow(i,y); } void HRRN(int y)//响应比高者优先算法 { int i,j; float p; char h[100]; for(i=0;i<y;i++)//先提交的作业先运行，后面来的作业再比较响应比的大小 { for(j=i+1;j<y;j++) { if(JCB[i].arrtime>JCB[j].arrtime)//先把作业按提交时间来排序 { displayone(p,h,i,j); } } } for(i=0;i<y;i++) { JCB[0].startTime=JCB[0].arrtime; JCB[i].finishTime=JCB[i].startTime+JCB[i].runTime;//结束时间 JCB[i+1].startTime=JCB[i].finishTime; JCB[i].waitTime=JCB[i].startTime-JCB[i].arrtime;//等待时间 JCB[i].TAtime=JCB[i].finishTime-JCB[i].arrtime;//周转时间 JCB[i].bi=JCB[i].TAtime/JCB[i].runTime;//响应比 } for(i=1;i<y;i++) { for(j=i+1;j<y;j++) { if(JCB[i].bi<JCB[j].bi)//比较后面来的作业的响应比 { displayone(p,h,i,j); p=JCB[i].bi; JCB[i].bi=JCB[j].bi; JCB[j].bi=p; } } } displaytow(i,y); for(i=1;i<y;i++) { printf("%s的响应比为：%.2f\n",JCB[i].name,JCB[i].bi); } } int main() { while(1) { int i,x,n; menu(); loop1:printf("请选择模块(0~3): "); scanf("%d",&i); if(i==0) { exit(0); } else if(i<=0||i>3) { printf("输入有误，请重新输入\n"); goto loop1;//无条件转移语句 } loop2:printf("原始数据是:\n"); n=ReadFile(); for(x=0;x<n;x++) { printf("\n%s%15f%12f",JCB[i].name,JCB[i].arrtime,JCB[i].runTime); } switch(i) { case 0:exit(0);break; case 1:FCFS(n);break; case 2:SJF(n);break; case 3:HRRN(n);break; } } }
4. 运行结果及分析
一般必须配运行结果截图，结果是否符合预期及其分析。
（截图需根据实际，截取有代表性的测试例子）
运行结果：(注：数据不是用户录入的，而是从文件读取的)
四、 实验总结
这个程序有个明显的bug，就是从文件读取数据显示到屏幕上时，会自动生成一串不影响程序的数据，即例如：
而自动生成一串不影响程序的数据，即：
由于时间的问题，暂时这样，但后续有时间，我会继续改进的！
总之，编写作业调度模拟程序的过程有（如解决实际问题）。从解决实际问题的角度，我们可以这样来看：首先要了解这个问题的基本要求，即输入、输出、完成从输入到输出的要求是什么；其次，从问题的要害入手，从前到后的解决问题的每个方面，即从输入开始入手，着重考虑如何从输入导出输出。在这个过程中，可确定所需的变量、数组、函数，然后确定处理的过程－－算法。可得出最后的结论，进而完成程序的编写。经过这次实验，我对作业调度有了深一步的了解，同时也初步了解了作业调度模拟程序的工作原理。总的来说这个实验不是很难，还有这个实验很有趣。