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。

四、实验原理及核心算法参考程序段

单道FCFS算法：

#include <stdio.h>
#define n 10

struct jcb{
int name;           //进程名
float arrtime;         //进程到达时间
float reqtime;       //进程运行时间
float ftime;         //进程完成时间
float cyclingtime;           //周转时间
float welght;        //带权周转时间（周转系数）
int arun;          //进程到达运行
}f
;

void fcfs(struct jcb f
,int jobnum);
void result(struct jcb f
,int jobnum);

void main(){

struct jcb f
;
int jobnum,i,j,m;
float a,r;

printf("输入作业个数:");
scanf("%d",&jobnum);

for(i=0;i<jobnum;i++){
printf("\n第%d个作业",i+1);
printf("\n输入作业名:");
scanf("%d",&f[i].name);
printf("输入到达时间:");
scanf("%f",&f[i].arrtime);
printf("要求服务时间:");
scanf("%f",&f[i].reqtime);
}

printf("经按到达时间排序后，未到达队列是\n");
//排序算法
for(i=0;i<jobnum;i++){
for(j=i+1;j<jobnum;j++){
if(f[j].arrtime<f[i].arrtime)
{
m=f[j].name;
a=f[j].arrtime;
r=f[j].reqtime;

f[j].name=f[i].name;
f[j].arrtime=f[i].arrtime;
f[j].reqtime=f[i].reqtime;

f[i].name=m;
f[i].arrtime=a;
f[i].reqtime=r;
}
}
}

printf(" \tname\tarrtime\treqtime\n");
for(i=0;i<jobnum;i++){
printf("N%d\t%d\t%.2f\t%.2f\n",i+1,f[i].name,f[i].arrtime,f[i].reqtime);
}
fcfs(f,jobnum);
printf("FCFS算法作业序列表");
printf("------------------------------------------------\n");
result(f,jobnum);

}

void fcfs(struct jcb f
,int jobnum){
int i;
for(i=0;i<jobnum;i++){
if(i==0){ //第一个进程
f[i].cyclingtime=f[i].reqtime;
f[i].ftime=f[i].arrtime+f[i].reqtime;
}
else if(f[i].arrtime>f[i-1].ftime){//第i个进程到达系统时，第i-1个进程已运行完毕
f[i].cyclingtime=f[i].reqtime;
f[i].ftime=f[i].arrtime+f[i].reqtime;
}
else{//第i个进程到达系统时，第i-1个进程未运行完毕
f[i].cyclingtime=f[i].reqtime+f[i-1].ftime-f[i].arrtime;
f[i].ftime=f[i].arrtime+f[i].cyclingtime;
}
f[i].welght=f[i].cyclingtime*1.0/f[i].reqtime;
}

}

void result(struct jcb f
,int jobnum){
int i;
float avercyclingtime;
float averwelght;
int sum_cyclingtime=0;
float sum_welght=0.00;
printf("\n作业名\t到达系统时间\tCPU所需时间/h\t结束时间\t周转时间/h\n");
for(i=0;i<jobnum;i++){
printf("%d  \t%.2f     \t%.2f    \t%.2f       \t%.2f\n",f[i].name,f[i].arrtime,f[i].reqtime,f[i].ftime,f[i].cyclingtime);

sum_cyclingtime=sum_cyclingtime+f[i].cyclingtime;
sum_welght=sum_welght+f[i].welght;
}
avercyclingtime=sum_cyclingtime*1.0/jobnum;
averwelght=sum_welght*1.00/jobnum;
printf("\n平均周转时间：%.2f\n",avercyclingtime);
printf("平均带权周转时间：%.2f\n",averwelght);
}