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
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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？ |
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：
源代码：
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<time.h> struct jcb { char name[10]; char status; int arrtime; int reqtime; int startime; int finitime; float TAtime,TAWtime; float prio; } jobarr[24],jobfin[24],job[24] ; int system(const char *string); int systime=0; int intarr,intfin,intjob; void system() { printf("************ "); printf("1.FCFS算法 "); printf("2.SJF算法 "); printf("3.HRRF算法 "); printf("4.调用系统清屏 "); printf("0.退出算法调度 "); printf("************ "); } void calculate(int num) { int i; double sum1=0; double sum2=0; for(i=0;i<num;i++) { if(job[0].arrtime==0&&i==0) { job[i].finitime=job[i].reqtime; } if(job[0].arrtime!=0&&i==0) { job[i].finitime=job[i].arrtime+job[i].reqtime; } if(i>0) { job[i].finitime=job[i-1].finitime+job[i].reqtime; } job[i].startime=job[i].finitime-job[i].arrtime;//周转时间 job[i].prio=float(job[i].startime)/(job[i].reqtime); //带权 } for(i=0;i<num;i++) { sum1=sum1+job[i].startime; } for(i=0;i<num;i++) { sum2=sum2+job[i].prio; } printf(" id 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 "); for(i=0;i<num;i++) { printf("%3s %8d %8d %4d %6d %15.2f ",job[i].name,job[i].arrtime,job[i].finitime,job[i].reqtime,job[i].startime,job[i].prio); } printf("平均作业周转时间：%0.2lf ",sum1/num); printf("平均带权作业周转时间：%0.2lf ",sum2/num); system(); } void way(int num) { struct jcb temp; int i,j,c; int b[100]; for(i=0;i<num;i++) { b[i]=i; } system(); scanf("%d",&c); switch(c) { case 1: //FCFS算法 for(i=0;i<num;i++) { for(int j=i+1;j<num;j++) { if(job[b[i]].arrtime>job[j].arrtime ) { temp = job[i]; job[i]=job[j]; job[j]=temp; } } } printf("******先来先服务算法FCFS***** "); printf(" name arrtime reatime "); for(i=0;i<num;i++) { printf(" "); printf("%s %d %d ",job[b[i]].name,job[b[i]].arrtime,job[b[i]].reqtime); } calculate(num); break; case 2://SJF算法 for(i=1;i<num;i++) { for(int j=i+1;j<num;j++) { if(job[b[i]].reqtime>job[j].reqtime ) { temp = job[i]; job[i]=job[j]; job[j]=temp; } } } printf("******最短作业优先算法SJF***** "); printf(" name arrtime reatime "); for(i=0;i<num;i++) { printf(" "); printf("%s %d %d ",job[b[i]].name,job[b[i]].arrtime,job[b[i]].reqtime); } calculate(num); break; case 3: break; case 4: system("cls"); break; case 0: printf("退出算法调度! "); break; } } void myself() { int num,i; printf("作业个数: "); scanf("%d",&num); printf(" "); int b[100]; for(i=0;i<num;i++) b[i]=i; for(i=0; i<num ; i++) { printf("第%d个作业: ",i+1); printf("输入作业名: "); scanf("%s",&job[i].name); printf("到达时间: "); scanf("%d",&job[i].arrtime); printf("要求服务时间: "); scanf("%d",&job[i].reqtime); printf(" "); } way(num); } 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 ! "); exit(0); } printf(" id 作业到达时间 作业运行所需要时间 "); while(!feof(fp)) { fscanf(fp,"%s%d%d",&job[i].name,&job[i].arrtime,&job[i].reqtime); //fscanf()函数将数据读入 printf(" %3s%12d%15d",job[i].name,job[i].arrtime,job[i].reqtime); //输出到屏幕 i++; }; printf(" "); if(fclose(fp)) //关闭文件 { printf("Can not close the file ! "); exit(0); } m=i; return m; } //伪随机数产生器 int Pseudo_random_number() { int i,n=7; 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 n=rand()%23+5; for(i=0; i<n; i++) { // job[i].name=i; //作业到达时间 job[i].arrtime=rand()%29+1; //作业运行时间 job[i].reqtime=rand()%7+1; } printf(" id 作业到达时间 作业运行所需要时间 "); for(i=0; i<n; i++) { printf(" %3s%12d%15d",job[i].name,job[i].arrtime,job[i].reqtime); } return n; } void borden() { printf(" ============================================= "); printf(" 1.调用文本写入数据 "); printf(" 2.调用伪随机数的产生数据 "); printf(" 3.调用自己输入模拟数据 "); printf(" ============================================= "); printf(" "); printf("请选择菜单项: "); } main() { int a,num; borden(); scanf("%d",&a); switch(a) { case 1: num=ReadFile(); way(num); break; case 2: num=Pseudo_random_number(); printf(" "); way(num); break; case 3: myself(); break; } }
运行结果：
