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。
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。
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。
单道FCFS算法：
实现代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct JCB{ //定义进程控制块
char name[10];
char state;
int tt; //提交时间
int kt; //开始时间
int jt; //结束时间
int nt; //运行需要时间
int st; //运行了一段时间后被抢占资源,还需要的时间
int priority; //优先级
float yt; //实际运行时间
float jqyt; //加权运行时间
char depend[10]; //完成的前提作业
struct JCB *next; //指向下个作业
}jcb;
int time=10000,n,flag; //计时器
//flag标志当前作业剩余量
char k;
jcb *head=NULL,*p,*q;
run_fcfo(jcb *p1)
{
time=p1->tt>time?p1->tt:time;
printf("\n现在时间是%d,开始运行作业%s!\n",time,p1->name);
printf("\nname\ttt\tnt\tjt\tprt\tdepend\tyt\tjqyt\n");
time+=p1->nt;
p1->yt=time-p1->tt;
p1->jqyt=p1->yt/p1->nt;
p1->state=‘F‘;
p1->jt=time;
printf("%s\t%d\t%d\t%d\t%d\t%s\t%.1f\t%.1f\n",p1->name,p1->tt,p1->nt,p1->jt,p1->priority,p1->depend,p1->yt,p1->jqyt);
printf("\n作业%s已经运行结束!共费时%0.1f!\n",p1->name,p1->yt);
}
sata() //统计数据
{
int i;
float sum=0,jqsum=0; //分别存放总运行时间和加权时间
p=head;
for(i=0;i<n;i++)
{
sum+=p->yt;
jqsum+=p->jqyt;
p=p->next;
}
printf("\n所有作业全部运行完毕!\n");
printf("\n平均周转时间为:%0.2f\n\n平均加权周转时间为:%0.2f\n",sum/n,jqsum/n);
}
fcfs()//先进先出调度
{
int i,j,t;
//t作为当前提交时间的存储值
for(j=0;j<n;j++)
{
p=head;
t=10000;
for(i=0;i<n;i++) //找到当前未完成的作业
{
if(p->tt<t&&p->state==‘W‘)
{
t=p->tt;
q=p; //标记当前未完成的作业
}
p=p->next;
}
run_fcfo(q);
}
//下面统计数据
sata();
}
run_sjf(jcb *p1)
{
//p1-<yt=time-p1-<tt+1;
if(p1->st==p1->nt)
{
p1->kt=time; //如果尚未运行过，确定运行开始时间
}
if(p1->st-1==0)
{
p1->jt=time+1; //如果运行后可以结束，记录下当前的结束时间
}
p1->st--;
printf("\n时刻:%d",time);
printf("\nname\ttt\tnt\tst\tprt\n");
printf("%s\t%d\t%d\t%d\t%d\n",p1->name,p1->tt,p1->nt,p1->st,p1->priority);
if(p1->st==0) //如果某个作业运行结束
{
p1->yt=p1->jt-p1->tt;
printf("\n\n\n-----------------------------------------------------\n");
printf("-----------------------------------------------------\n");
p1->state=‘F‘;
printf("\n作业%s已经完成,作业参数如下:\n",p1->name);
printf("\nname\ttt\tnt\tjt\tprt\tdepend\tyt\tjqyt\n");
p1->jqyt=p1->yt/p1->nt;
printf("%s\t%d\t%d\t%d\t%d\t%s\t%.1f\t%.1f\n",p1->name,p1->tt,p1->nt,p1->jt,p1->priority,p1->depend,p1->yt,p1->jqyt);
printf("-----------------------------------------------------\n");
printf("-----------------------------------------------------\n\n\n");
flag--;
}
}
sjf()//短进程优先调度
{
int i;
jcb *now=head; //指向当前运行的作业
flag=n;
while(flag)
{
p=head,q=head; //每次循环前将p置于指向作业头
for(i=0;i<n;i++)
{
if(p->state==‘W‘&&p->tt<=time)
{
if(q->state==‘W‘) q=q->nt<p->nt?q:p; //执行短进程优先策略
else q=p;
}
p=p->next;
}
if(q->state!=‘F‘)
{
run_sjf(q);
}
else
{
printf("\n时刻:%d",time);
printf("\n无作业可以运行，等待作业进入!\n");
}
time++;
}
//下面统计数据
sata();
}
run_hrrn(jcb *p1)
{
//p1-<yt=time-p1-<tt+1;
if(p1->st==p1->nt)
{
p1->kt=time; //如果尚未运行过，确定运行开始时间
}
if(p1->st-1==0)
{
p1->jt=time+1; //如果运行后可以结束，记录下当前的结束时间
}
p1->st--;
printf("\n时刻:%d",time);
printf("\nname\ttt\tnt\tst\tprt\n");
printf("%s\t%d\t%d\t%d\t%d\n",p1->name,p1->tt,p1->nt,p1->st,p1->priority);
if(p1->st==0) //如果某个作业运行结束
{
p1->yt=p1->jt-p1->tt;
printf("\n\n\n-----------------------------------------------------\n");
printf("-----------------------------------------------------\n");
p1->state=‘F‘;
printf("\n作业%s已经完成,作业参数如下:\n",p1->name);
printf("\nname\ttt\tnt\tjt\tprt\tdepend\tyt\tjqyt\n");
p1->jqyt=p1->yt/p1->nt;
printf("%s\t%d\t%d\t%d\t%d\t%s\t%.1f\t%.1f\n",p1->name,p1->tt,p1->nt,p1->jt,p1->priority,p1->depend,p1->yt,p1->jqyt);
printf("-----------------------------------------------------\n");
printf("-----------------------------------------------------\n\n\n");
flag--;
}
}
hrrn()//按优先级调度
{
int i;
jcb *now=head; //指向当前运行的作业
flag=n;
while(flag)
{
p=head,q=head; //每次循环前将p置于指向作业头
for(i=0;i<n;i++)
{
if(p->state==‘W‘&&p->tt<=time)
{
if(q->state==‘W‘) q=q->priority<p->priority?q:p; //执行优先级优先策略
else q=p;
}
p=p->next;
}
if(q->state!=‘F‘)
{
run_hrrn(q);
}
else
{
printf("\n时刻:%d",time);
printf("\n无作业可以运行，等待作业进入!\n");
}
time++;
}
//下面统计数据
sata();
}
run(int i) //选择相应的模块开始运行
{
switch(i)
{
case 1: fcfs();break;
case 2: sjf();break;
case 3: hrrn();break;
default: printf("\n运行错误!请检查错误!\n");
}
}
getit() //得到进程的相关信息
{
int num;
printf("\n总共有多少个作业？");
scanf("%d",&n);
printf("\n现在请输入各进程的详细信息：\n各项之间用tab键分隔!\n");
printf("\nname\ttt\tnt\tprt\tdepend\n");
for(num=0;num<n;num++)
{
p=(jcb *)malloc(sizeof(jcb));
if(head==NULL) {head=p;q=p;}
scanf("%s\t%d\t%d\t%d\t%s",&p->name,&p->tt,&p->nt,&p->priority,&p->depend);
if(p->tt>time) time=p->tt;
q->next=p;
p->state=‘W‘;
p->st=p->nt;
p->yt=0;
p->next=NULL;
q=p; //记录当前P的位置，为下一步定义准备
}
printf("输入完毕；\n");
}
startup() //运行的主程序
{
int i;
printf("操作系统作业模拟调度程序：\n\n\t1,先进先出调度；\n\t2,短进程优先调度；\n\t3,按优先级调度；\n");
printf("请选择：\n");
scanf("%d",&i);
if(i>3)
{
printf("\n输入错误,请输入1-3之间的数!\n重新开始:\n");
startup();
}
getit();
run(i);
}
main()
{
printf("\n-------------------------作业调度------------------------\n");
startup();
printf("\n模拟运行已经完成！\n");
}
实验总结：
实验二相对困难，一开始无从下手，后来问了同学和参考网上的，才慢慢理解懂得。
原文：http://www.cnblogs.com/Ranjer/p/5420840.html