专业:商业软件工程 班级:商软2班 姓名:蔡彩虹 学号:201406114202
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<conio.h>
#include<iostream.h>
#include<time.h>
#define Maxjob 24
#define recsfnum 5
int recordjobnum;
struct jcb
{
char jobname[10];//作业名称
char status; //状态:开始s,等待d,就绪j
float arrtime;//到达时间
float reqtime;//要求服务时间
float starttime;//开始时间
float finishtime;//完成时间
float TAtime;//周转时间
float TAWtime;//带权周转时间
float ATAWtime;//平均带权周转时间
float ATAtime;//平均作业周转时间
float hrrf;//最高响应比
}job[Maxjob],tim[recsfnum];
float systime=0;
int recordATA=0;//记录平均周转时间的个数
int intarr,intfin,intjob;//到达作业个数,完成作业个数,未到达作业个数
void menu()
{
printf("\t\t|-----------------------------------|\n");
printf("\t\t| 欢迎进入作业调度 |\n");
printf("\t\t|-----------------------------------|\n");
printf("\t\t| 1:输入数据 |\n");
printf("\t\t| 2:插入数据 |\n");
printf("\t\t| 3:删除数据 |\n");
printf("\t\t| 4:选择算法 |\n");
printf("\t\t| 0:结束 |\n");
printf("\t\t|-----------------------------------|\n");
printf("请输入你要选择的功能(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()//手工输入数据
{
int i;
printf("请输入作业的个数:");
scanf("%d",&recordjobnum);
for(i=0;i<recordjobnum;i++)
{
printf("\n第%d个作业:\n",i+1);
printf("作业名:");
scanf("%s",job[i].jobname);
printf("到达时间:");
scanf("%f",&job[i].arrtime);
printf("CPU运行时间:");
scanf("%f",&job[i].reqtime);
}
printf("\n 作业名 作业到达时间 作业运行所需要时间\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()//伪随机数输入
{
int i;
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
recordjobnum=rand()%23+5;
for(i=0; i<recordjobnum; i++)
{
itoa(i+1,job[i].jobname,10);
//作业到达时间
job[i].arrtime=(float)(rand()%29+1);//把得到的结果强制转换为float
//作业运行时间
job[i].reqtime=(float)(rand()%7+1);
}
printf("\n 作业名 作业到达时间 作业运行所需要时间\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()//文件读取
{
int i=0;
FILE *fp; //定义文件指针
fp=fopen("save.txt","r"); //打开文件
if(fp==NULL)
{
printf("File open error !\n");
exit(0);
}
printf("\n 作业名 作业到达时间 作业运行所需要时间\n");
while(!feof(fp))
{
fscanf(fp,"%s%f%f",job[i].jobname,&job[i].arrtime,&job[i].reqtime); //fscanf()函数将数据读入
printf("\n%3s%12.2f%15.2f",job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime); //输出到屏幕
i++;
}
printf("\n");
if(fclose(fp)) //关闭文件
{
printf("Can not close the file !\n");
exit(0);
}
recordjobnum=i;
}
void InputData()//输入数据
{
int n;
while(1)
{
printf("\t\t*********************************\n");
printf("\t\t1.调用文本写入数据\n");
printf("\t\t2.调用伪随机数输入数据\n");
printf("\t\t3.调用自己输入模拟数据\n");
printf("\t\t0.退出输入程序\n");
printf("\t\t**********************************\n");
printf("请选择输入方式:");
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()//插入数据
{
char name[10];
float arrivetime;
float requtime;
int i,j;
printf("请输入要插入的数据:\n");
printf("作业名:");
scanf("%s",name);
printf("到达时间:");
scanf("%f",&arrivetime);
printf("CPU运行时间:");
scanf("%f",&requtime);
sort();//排序
for(i=0;i<=recordjobnum;i++)
{
//把数据插入第一个的时候
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;
}
//把数据插入中间的时候
else if((i<recordjobnum)&&(arrivetime>=job[i].arrtime)&&(arrivetime<=job[i+1].arrtime))
{
for(j=recordjobnum-1;j>=i+1;j--)
{
//找到位置后,先把此位置以后的数据都往后移
job[j+1].arrtime=job[j].arrtime;
job[j+1].reqtime=job[j].reqtime;
strcpy(job[j+1].jobname,job[j].jobname);
}
//把数据插入到此位置
job[i+1].arrtime=arrivetime;
job[i+1].reqtime=requtime;
strcpy(job[i+1].jobname,name);
break;
}
//插入到最后面
if((i=recordjobnum)&&(arrivetime>=job[recordjobnum-1].arrtime))
{
job[i].arrtime=arrivetime;
job[i].reqtime=requtime;
strcpy(job[i].jobname,name);
}
}
recordjobnum=recordjobnum+1;//插入一个数据时,数组的容量加1
printf("\n 作业名 作业到达时间 作业运行所需要时间\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()//删除数据
{
char name[10];
int i,j;
printf("请输入要删除的作业名:");
scanf("%s",name);
for(i=0;i<recordjobnum;i++)
{
if(strcmp(job[i].jobname,name)==0)
{
for(j=i+1;j<recordjobnum;j++)
{
//找到要删除的数据以后,把此位置后面的数据往前移,后面的数据就会把该位置给覆盖,达到删除的效果
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;//删除数据后,数组容量减1
printf("\n 作业名 作业到达时间 作业运行所需要时间\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()//最短作业优先算法SJF
{
int i,j;
float sum=0,sum1=0;
float arrtemp,reqtemp;
char nametemp[10];
for(i=0;i<recordjobnum;i++)
{
//先找到到达系统时间为0的数据,把它放在第一位,因为系统会第一时间执行这个作业
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("**********最短作业优先算法SJF*************\n");
//从第二位开始根据系统运行时间的长短进行排序,此排序为升序
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 作业名 作业到达时间 作业运行所需要时间\n");
for(i=0;i<recordjobnum;i++)
printf("\n%4s%12.2f%12.2f",job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime);
//计算作业到达系统的时间,作业周转时间,带权作业周转时间
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作业名 作业到达时间 作业完成时间 运行时间 作业周转时间 带权作业周转时间\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;//计算作业周转时间的总和
sum1=sum1+job[i].TAWtime;//计算作业带权周转时间的总和
}
tim[recordATA].ATAtime=sum/recordjobnum;//计算该算法所需的平均周转时间
tim[recordATA].ATAWtime=sum1/recordjobnum;//计算该算法所需的平均带权周转时间
printf("\n平均周转时间是:%f\n",tim[recordATA].ATAtime);
printf("平均带权周转时间是:%f\n",tim[recordATA].ATAWtime);
recordATA=recordATA+1;
systime=0;
}
void FCFS()//先来先服务FCFS
{
int i,j;
float arrtemp,reqtemp;
float sum=0,sum1=0;
char nametemp[10];
//先找到到达系统时间为0的数据,把它放在第一位,因为系统会第一时间执行这个作业
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("**********先来先服务算法FCFS***************\n");
//从第二位开始根据系统运行时间的长短进行排序,此排序为升序
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 作业名 作业到达时间 作业运行所需要时间\n");
for(i=0;i<recordjobnum;i++)
printf("\n%3s%12.2f%18.2f",job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime);
//计算作业到达系统的时间,作业周转时间,带权作业周转时间
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作业名 作业到达时间 作业完成时间 运行时间 作业周转时间 带权作业周转时间\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;//计算作业周转时间的总和
sum1=sum1+job[i].TAWtime;//计算作业带权周转时间的总和
}
tim[recordATA].ATAtime=sum/recordjobnum;//计算该算法所需的平均周转时间
tim[recordATA].ATAWtime=sum1/recordjobnum;//计算该算法所需的平均带权周转时间
printf("\n平均周转时间是=%.2f\n",tim[recordATA].ATAtime);
printf("平均带权周转时间是=%.2f\n",tim[recordATA].ATAWtime);
recordATA=recordATA+1;
systime=0;
}
void HRRF()//最高响应比HRRF
{
int i,j;
float arrtemp,reqtemp,hrrftemp;
float sum=0,sum1=0;
char nametemp[10];
sort();//根据到达系统时间进行排序
printf("\n作业名 作业到达时间 作业运行所需要时间\n");
for(i=0;i<recordjobnum;i++)
printf("\n%4s%12.2f%12.2f",job[i].jobname,job[i].arrtime,job[i].reqtime);
//计算作业的最高响应比
for(i=1;i<recordjobnum;i++)
{
printf("\n作业名 最高响应比\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);
}
}
//根据最高响应比进行降序处理
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);
}
}
}
//计算作业到达系统的时间,作业周转时间,带权作业周转时间
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作业名 作业到达时间 作业完成时间 运行时间 作业周转时间 带权作业周转时间\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;//计算作业周转时间的总和
sum1=sum1+job[i].TAWtime;//计算作业带权周转时间的总和
}
tim[recordATA].ATAtime=sum/recordjobnum;//计算该算法所需的平均周转时间
tim[recordATA].ATAWtime=sum1/recordjobnum;//计算该算法所需的平均带权周转时间
printf("\n平均周转时间是=%.2f\n",tim[recordATA].ATAtime);
printf("平均带权周转时间是=%.2f\n",tim[recordATA].ATAWtime);
recordATA=recordATA+1;
systime=0;
}
void arithmeticmenu()//算法菜单
{
printf("\n\n\t\t***************************\n");
printf("\t\t\t1、FCFS算法调度\n");
printf("\t\t\t2、SJF算法调度\n");
printf("\t\t\t3、HRRF算法调度\n");
printf("\t\t\t4、调度系统清屏\n");
printf("\t\t\t0、退出算法调度\n");
printf("\t\t***************************\n");
printf("\n\n请选择菜单项;");
}
void choosearithmetic()//选择算法
{
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();
}
}
完成了使用读文本的形式读入数据,和随机产生数的方式读入数据,和调用自己输入模拟数据的方法,这三者都实现了,还有就是也实现了三种调度算法,不过在实现过程中,也遇到了一些的困难,然后通过不断的理解跟找资料,然后才慢慢的去解决,但是还不是很完善,会继续改进