作业调度模拟程序
一、目的和要求
1.?實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
（1）加深對(duì)作業(yè)調(diào)度算法的理解；
（2）進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的訓(xùn)練。
2．實(shí)驗(yàn)要求
用高級(jí)語言編寫一個(gè)或多個(gè)作業(yè)調(diào)度的模擬程序。
單道批處理系統(tǒng)的作業(yè)調(diào)度程序。作業(yè)一投入運(yùn)行，它就占有計(jì)算機(jī)的一切資源直到作業(yè)完成為止，因此調(diào)度作業(yè)時(shí)不必考慮它所需要的資源是否得到滿足，它所運(yùn)行的時(shí)間等因素。
?????作業(yè)調(diào)度算法：
1)??????? 采用先來先服務(wù)（FCFS）調(diào)度算法，即按作業(yè)到達(dá)的先后次序進(jìn)行調(diào)度。總是首先調(diào)度在系統(tǒng)中等待時(shí)間最長(zhǎng)的作業(yè)。
2)??????? 短作業(yè)優(yōu)先 (SJF) 調(diào)度算法，優(yōu)先調(diào)度要求運(yùn)行時(shí)間最短的作業(yè)。
3)??????? 響應(yīng)比高者優(yōu)先(HRRN)調(diào)度算法，為每個(gè)作業(yè)設(shè)置一個(gè)優(yōu)先權(quán)(響應(yīng)比)，調(diào)度之前先計(jì)算各作業(yè)的優(yōu)先權(quán)，優(yōu)先數(shù)高者優(yōu)先調(diào)度。RP (響應(yīng)比)＝ 作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間 / 作業(yè)運(yùn)行時(shí)間=1+作業(yè)等待時(shí)間/作業(yè)運(yùn)行時(shí)間
每個(gè)作業(yè)由一個(gè)作業(yè)控制塊JCB表示，JCB可以包含以下信息：作業(yè)名、提交（到達(dá)）時(shí)間、所需的運(yùn)行時(shí)間、所需的資源、作業(yè)狀態(tài)、鏈指針等等。
???? 作業(yè)的狀態(tài)可以是等待W（Wait）、運(yùn)行R（Run）和完成F（Finish）三種之一。每個(gè)作業(yè)的最初狀態(tài)都是等待W。
?
一、???????模擬數(shù)據(jù)的生成
1．??????????? 允許用戶指定作業(yè)的個(gè)數(shù)（2-24），默認(rèn)值為5。
2．??????????? 允許用戶選擇輸入每個(gè)作業(yè)的到達(dá)時(shí)間和所需運(yùn)行時(shí)間。
3．??????????? （**）從文件中讀入以上數(shù)據(jù)。
4．??????????? （**）也允許用戶選擇通過偽隨機(jī)數(shù)指定每個(gè)作業(yè)的到達(dá)時(shí)間（0-30）和所需運(yùn)行時(shí)間（1-8）。
二、???????模擬程序的功能
1．??????????? 按照模擬數(shù)據(jù)的到達(dá)時(shí)間和所需運(yùn)行時(shí)間，執(zhí)行FCFS, SJF和HRRN調(diào)度算法，程序計(jì)算各作業(yè)的開始執(zhí)行時(shí)間，各作業(yè)的完成時(shí)間，周轉(zhuǎn)時(shí)間和帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間（周轉(zhuǎn)系數(shù)）。
2．??????????? 動(dòng)態(tài)演示每調(diào)度一次，更新現(xiàn)在系統(tǒng)時(shí)刻，處于運(yùn)行狀態(tài)和等待各作業(yè)的相應(yīng)信息（作業(yè)名、到達(dá)時(shí)間、所需的運(yùn)行時(shí)間等）對(duì)于HRRN算法，能在每次調(diào)度時(shí)顯示各作業(yè)的響應(yīng)比R情況。
3．??????????? （**）允許用戶在模擬過程中提交新作業(yè)。
4．??????????? （**）編寫并調(diào)度一個(gè)多道程序系統(tǒng)的作業(yè)調(diào)度模擬程序。 只要求作業(yè)調(diào)度算法：采用基于先來先服務(wù)的調(diào)度算法。 對(duì)于多道程序系統(tǒng)，要假定系統(tǒng)中具有的各種資源及數(shù)量、調(diào)度作業(yè)時(shí)必須考慮到每個(gè)作業(yè)的資源要求。
三、???????模擬數(shù)據(jù)結(jié)果分析
1．??????????? 對(duì)同一個(gè)模擬數(shù)據(jù)各算法的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間，周轉(zhuǎn)系數(shù)比較。
2．??????????? （**）用曲線圖或柱形圖表示出以上數(shù)據(jù)，分析算法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。
四、???????實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
| 序號(hào) | 準(zhǔn)備內(nèi)容 | 完成情況 | |
| 1 | 什么是作業(yè)？ | 作業(yè)相當(dāng)于一個(gè)程序。 任務(wù)相當(dāng)于整個(gè)程序中的一段段可以并發(fā)執(zhí)行的代碼。 進(jìn)程其實(shí)就是任務(wù)。從系統(tǒng)的角度看，作業(yè)則是一個(gè)比程序更廣的概念。它由程序、數(shù)據(jù)和作業(yè)說明書組成。系統(tǒng)通過作業(yè)說明書控制文件形式的程序和數(shù)據(jù)，使之 執(zhí)行和操作。而且，在批處理系統(tǒng)中，作業(yè)是搶占內(nèi)存的基本單位。也就是說，批處理系統(tǒng)以作業(yè)為單位把程序和數(shù)據(jù)調(diào)入內(nèi)存以便執(zhí)行。 | |
| 2 | 一個(gè)作業(yè)具備什么信息？ | 作業(yè)由三部分組成，即程序、數(shù)據(jù)和作業(yè)說明書。一個(gè)作業(yè)可以包含多個(gè)程序和多個(gè)數(shù)據(jù)集，但必須至少包含一個(gè)程序。否則將不成為作業(yè)。 | |
| 3 | 為了方便模擬調(diào)度過程，作業(yè)使用什么方式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存放和表示？JCB | 由作業(yè)說明書在系統(tǒng)中生成一個(gè)稱為作業(yè)控制塊(job control block，JCB)的表格。該表格登記該作業(yè)所要求的資源情況、預(yù)計(jì)執(zhí)行時(shí)間和執(zhí)行優(yōu)先級(jí)等。從而，操作系統(tǒng)通過該表了解到作業(yè)要求，并分配資源和控制作業(yè)中程序和數(shù)據(jù)的編譯、鏈接、裝入和執(zhí)行等。 | |
| 4 | 操作系統(tǒng)中，常用的作業(yè)調(diào)度算法有哪些？ | 先來先服務(wù)、輪轉(zhuǎn)法、多級(jí)反饋隊(duì)列列算法、優(yōu)先級(jí)法、短作業(yè)優(yōu)先法、最高響應(yīng) | |
| 5 | 如何編程實(shí)現(xiàn)作業(yè)調(diào)度算法？ | ? | |
| 6 | 模擬程序的輸入如何設(shè)計(jì)更方便、結(jié)果輸出如何呈現(xiàn)更好？ | ? | |
| ? | ? | ? | ? |
?
五、???????其他要求
1．??? 完成報(bào)告書，內(nèi)容完整，規(guī)格規(guī)范。
2．???? 實(shí)驗(yàn)須檢查，回答實(shí)驗(yàn)相關(guān)問題。
二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
根據(jù)指定的實(shí)驗(yàn)課題，完成設(shè)計(jì)、編碼和調(diào)試工作，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #define MAX 100 typedef struct { char name[10];//進(jìn)程名 int arrtime;//到達(dá)系統(tǒng)時(shí)間 int reqtime;//運(yùn)行時(shí)間 int TAtime;//周轉(zhuǎn)時(shí)間 int finitime;//完成時(shí)間 int waittime;//等待時(shí)間 double XYB;//響應(yīng)比 double TAWtime;//帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間 }pr;pr a[MAX]; void input(int n) {/*int m,i;printf("輸入作業(yè)個(gè)數(shù):",m);scanf("%d",&m);*/int i;for(i=0;i<n;i++){printf("第%d個(gè)作業(yè)\n",i+1);printf("輸入作業(yè)名:");scanf("%s",&a[i].name);printf("\n");printf("到達(dá)時(shí)間:");scanf("%d",&a[i].arrtime);printf("\n");printf("要求服務(wù)時(shí)間:");scanf("%d",&a[i].reqtime);printf("\n");} }void FCFS(int n)//先來先服務(wù) {int i,j,time1,time2; char temp[4]; for(i=0;i<n-1;i++) { for(j=0;j<n-i-1;j++)if(a[j].arrtime>a[j+1].arrtime){time1=a[j].arrtime;a[j].arrtime=a[j+1].arrtime;a[j+1].arrtime=time1;time2=a[j].reqtime;a[j].reqtime=a[j+1].reqtime;a[j+1].reqtime=time2;strcpy(temp,a[j].name); strcpy(a[j].name,a[j+1].name); strcpy(a[j+1].name,temp); }}for(i=0;i<n;i++) { //第一個(gè)進(jìn)程 if(i==0) { a[i].TAtime=a[i].reqtime; a[i].finitime=a[i].arrtime+a[i].TAtime; } else { if(a[i].arrtime>a[i-1].finitime) { a[i].TAtime=a[i].reqtime; a[i].finitime=a[i].arrtime+a[i].TAtime; } else { a[i].TAtime=a[i].reqtime+a[i-1].finitime-a[i].arrtime; a[i].finitime=a[i].arrtime+a[i].TAtime; } } a[i].TAWtime=a[i].TAtime*1.0/a[i].reqtime; } }//最短作業(yè)優(yōu)先，假設(shè)在前3個(gè)作業(yè)運(yùn)行完之前所有作業(yè)均已到達(dá) void SJF(int n) { int i,j,time1,time2; int b=0,c=0,d=0; char temp[4]; //先按到達(dá)時(shí)間排序for(i=0;i<n-1;i++) { for(j=0;j<n-i-1;j++)if(a[j].arrtime>a[j+1].arrtime){time1=a[j].arrtime;a[j].arrtime=a[j+1].arrtime;a[j+1].arrtime=time1;time2=a[j].reqtime;a[j].reqtime=a[j+1].reqtime;a[j+1].reqtime=time2;strcpy(temp,a[j].name); strcpy(a[j].name,a[j+1].name); strcpy(a[j+1].name,temp); }}a[0].finitime=a[0].arrtime+a[0].reqtime;for(i=1;i<n;i++){if(a[i].arrtime<a[0].finitime) b++; //作業(yè)到達(dá)但第0個(gè)作業(yè)還在運(yùn)行時(shí)//用b統(tǒng)計(jì)需等待作業(yè)0運(yùn)行的作業(yè)個(gè)數(shù)}for(i=1;i<b+1;i++){//已經(jīng)到達(dá)的但要等待第0個(gè)作業(yè)運(yùn)行完的作業(yè)按最短運(yùn)行時(shí)間排序for(j=1;j<b+1-1;j++){if(a[j].reqtime>a[j+1].reqtime) { time1=a[j].arrtime;a[j].arrtime=a[j+1].arrtime;a[j+1].arrtime=time1;time2=a[j].reqtime;a[j].reqtime=a[j+1].reqtime;a[j+1].reqtime=time2;strcpy(temp,a[j].name); strcpy(a[j].name,a[j+1].name); strcpy(a[j+1].name,temp); } }}if(a[1].arrtime>a[0].finitime) a[1].finitime=a[1].arrtime+a[1].reqtime;else a[1].finitime=a[0].finitime+a[1].reqtime;for(i=2;i<n;i++){if(a[i].arrtime<a[1].finitime) c++; //作業(yè)到達(dá)但第1個(gè)作業(yè)還在運(yùn)行時(shí)//用c統(tǒng)計(jì)需等待作業(yè)1運(yùn)行的作業(yè)個(gè)數(shù)}for(i=2;i<c+2;i++){//已經(jīng)到達(dá)的但要等待第1個(gè)作業(yè)運(yùn)行完的作業(yè)按最短運(yùn)行時(shí)間排序for(j=2;j<c+2-1;j++){if(a[j].reqtime>a[j+1].reqtime) { time1=a[j].arrtime;a[j].arrtime=a[j+1].arrtime;a[j+1].arrtime=time1;time2=a[j].reqtime;a[j].reqtime=a[j+1].reqtime;a[j+1].reqtime=time2;strcpy(temp,a[j].name); strcpy(a[j].name,a[j+1].name); strcpy(a[j+1].name,temp); } } }if(a[2].arrtime>a[1].finitime) a[2].finitime=a[2].arrtime+a[2].reqtime;else a[2].finitime=a[1].finitime+a[2].reqtime;for(i=3;i<n;i++){if(a[i].arrtime<a[2].finitime) d++; //作業(yè)到達(dá)但第2個(gè)作業(yè)還在運(yùn)行時(shí)//用d統(tǒng)計(jì)需等待作業(yè)2運(yùn)行的作業(yè)個(gè)數(shù)}for(i=3;i<d+3;i++){//已經(jīng)到達(dá)的但要等待第2個(gè)作業(yè)運(yùn)行完的作業(yè)按最短運(yùn)行時(shí)間排序for(j=3;j<d+3-1;j++){if(a[j].reqtime>a[j+1].reqtime) { time1=a[j].arrtime;a[j].arrtime=a[j+1].arrtime;a[j+1].arrtime=time1;time2=a[j].reqtime;a[j].reqtime=a[j+1].reqtime;a[j+1].reqtime=time2;strcpy(temp,a[j].name); strcpy(a[j].name,a[j+1].name); strcpy(a[j+1].name,temp); } } }for(i=0;i<n;i++){if(a[i].arrtime>a[i-1].finitime){ a[i].finitime=a[i].arrtime+a[i].reqtime; a[i].TAtime=a[i].reqtime;}else{a[i].finitime=a[i-1].finitime+a[i].reqtime;a[i].TAtime=a[i].finitime-a[i].arrtime; }a[i].TAWtime=a[i].TAtime*1.0/a[i].reqtime; } }//最高響應(yīng)比優(yōu)先,只寫了按到達(dá)時(shí)間的順序前4個(gè)作業(yè)有效 void HRRF(int n) {int i,j,time1,time2;char temp[4]; //先按到達(dá)時(shí)間排序for(i=0;i<n-1;i++) { for(j=0;j<n-i-1;j++)if(a[j].arrtime>a[j+1].arrtime){time1=a[j].arrtime;a[j].arrtime=a[j+1].arrtime;a[j+1].arrtime=time1;time2=a[j].reqtime;a[j].reqtime=a[j+1].reqtime;a[j+1].reqtime=time2;strcpy(temp,a[j].name); strcpy(a[j].name,a[j+1].name); strcpy(a[j+1].name,temp); }}a[0].finitime=a[0].arrtime+a[0].reqtime;for(i=1;i<n;i++){a[i].waittime=a[0].finitime-a[i].arrtime;a[i].XYB=1+(a[i].waittime/a[i].reqtime);}//運(yùn)行完作業(yè)0后，剩下的作業(yè)按響應(yīng)比高到低排序for(i=1;i<n-1;i++){for(j=1;j<n-i-1;j++){if(a[j].XYB<a[j+1].XYB){time1=a[j].arrtime;a[j].arrtime=a[j+1].arrtime;a[j+1].arrtime=time1;time2=a[j].reqtime;a[j].reqtime=a[j+1].reqtime;a[j+1].reqtime=time2;strcpy(temp,a[j].name); strcpy(a[j].name,a[j+1].name); strcpy(a[j+1].name,temp); }}}a[1].finitime=a[0].finitime+a[1].reqtime;for(i=2;i<n;i++){a[i].waittime=a[1].finitime-a[i].arrtime;a[i].XYB=1+(a[i].waittime/a[i].reqtime);}//運(yùn)行完作業(yè)1后，剩下的作業(yè)按響應(yīng)比高到低排序for(i=2;i<n-1;i++){for(j=2;j<n-i-1;j++){if(a[j].XYB<a[j+1].XYB){time1=a[j].arrtime;a[j].arrtime=a[j+1].arrtime;a[j+1].arrtime=time1;time2=a[j].reqtime;a[j].reqtime=a[j+1].reqtime;a[j+1].reqtime=time2;strcpy(temp,a[j].name); strcpy(a[j].name,a[j+1].name); strcpy(a[j+1].name,temp); }}}a[2].finitime=a[1].finitime+a[2].reqtime;for(i=3;i<n;i++){a[i].waittime=a[2].finitime-a[i].arrtime;a[i].XYB=1+(a[i].waittime/a[i].reqtime);}//運(yùn)行完作業(yè)2后，剩下的作業(yè)按響應(yīng)比高到低排序for(i=3;i<n-1;i++){for(j=3;j<n-i-1;j++){if(a[j].XYB<a[j+1].XYB){time1=a[j].arrtime;a[j].arrtime=a[j+1].arrtime;a[j+1].arrtime=time1;time2=a[j].reqtime;a[j].reqtime=a[j+1].reqtime;a[j+1].reqtime=time2;strcpy(temp,a[j].name); strcpy(a[j].name,a[j+1].name); strcpy(a[j+1].name,temp); }}}a[3].finitime=a[2].finitime+a[3].reqtime;for(i=4;i<n;i++){a[i].waittime=a[3].finitime-a[i].arrtime;a[i].XYB=1+(a[i].waittime/a[i].reqtime);}//運(yùn)行完作業(yè)3后，剩下的作業(yè)按響應(yīng)比高到低排序for(i=4;i<n-1;i++){for(j=4;j<n-i-1;j++){if(a[j].XYB<a[j+1].XYB){time1=a[j].arrtime;a[j].arrtime=a[j+1].arrtime;a[j+1].arrtime=time1;time2=a[j].reqtime;a[j].reqtime=a[j+1].reqtime;a[j+1].reqtime=time2;strcpy(temp,a[j].name); strcpy(a[j].name,a[j+1].name); strcpy(a[j+1].name,temp); }}}for(i=0;i<n;i++){if(a[i].arrtime>a[i-1].finitime){ a[i].finitime=a[i].arrtime+a[i].reqtime; a[i].TAtime=a[i].reqtime;}else{a[i].finitime=a[i-1].finitime+a[i].reqtime;a[i].TAtime=a[i].finitime-a[i].arrtime; }a[i].TAWtime=a[i].TAtime*1.0/a[i].reqtime; } }void output(int n) { int sum_Time=0;//作業(yè)總周轉(zhuǎn)時(shí)間double sum_DQ=0;//作業(yè)總帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間int i; printf("\tname arrtime reqtime TAtime finitime \tTAWtime\n");for(i=0;i<n;i++){printf("%8s%10d%10d%10d%10d\t%10lf\n",a[i].name,a[i].arrtime,a[i].reqtime,a[i].TAtime,a[i].finitime,a[i].TAWtime);sum_Time+=a[i].TAtime; sum_DQ+=a[i].TAWtime;} printf("平均作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間為:%.2lf\n",sum_Time*1.0/n); printf("平均帶權(quán)作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間為:%.2lf\n",sum_DQ*1.0/n); printf("\n"); }int main() { /*int d,i,n;printf("***************************\n");printf("1、調(diào)用文本寫入數(shù)據(jù)\n");printf("2、調(diào)用偽隨機(jī)數(shù)得產(chǎn)生數(shù)據(jù)\n");printf("3、調(diào)用自己輸入模擬數(shù)據(jù)\n");printf("***************************\n");scanf("%d",&d);if(d==3) */ int n,i;printf("輸入作業(yè)個(gè)數(shù):",n);scanf("%d",&n);input(n);output(n);while(1){printf("**************************\n ");printf("1、FCFS算法調(diào)度\n");printf(" 2、SJF算法調(diào)度\n");printf(" 3、HRRF算法調(diào)度\n");printf(" 4、退出算法調(diào)度\n");printf("***************************\n ");printf("請(qǐng)選擇菜單項(xiàng): ");scanf("%d",&i);if(i==1){printf("\t\t\t\t1.先來先服務(wù)FCFS\n");FCFS(n);output(n);}if(i==2){printf("\t\t\t\t2.最短作業(yè)優(yōu)先SJF\n");SJF(n);output(n);}if(i==3){printf("\t\t\t\t3.最高響應(yīng)比優(yōu)先\n");HRRF(n);output(n);}if(i==4){printf("謝謝使用\n");exit(0);}} }
程序截圖：
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轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/qing8/p/5395775.html
《新程序員》：云原生和全面數(shù)字化實(shí)踐50位技術(shù)專家共同創(chuàng)作，文字、視頻、音頻交互閱讀總結(jié)
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