操作系统作业调度--操作系统
2016-04-22 12:09
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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。
二、实验内容
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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。
二、实验内容
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<time.h> struct jcb{ int id; char status; int arrtime; int reqtime; int startime; int finitime; float TAtime,TAWtime; float prio; } jobarr[24],jobfin[24],job[24]; int systime=0; //主菜单 void menu() { printf("__________***************_________\n"); printf("| 1.调用文本写入数据 |\n"); printf("|________________________________|\n"); printf("| 2.调用伪随机数的产生数据 |\n"); printf("|________________________________|\n"); printf("| 3.调用自己输入模拟数据 |\n"); printf("__________***************_________\n"); } //调度算法菜单 void menu0() { printf("\n________********_______\n"); printf("| 1.FCFS算法调度 |\n"); printf("|_______________________|\n"); printf("| 2.SJF算法调度 |\n"); printf("|_______________________|\n"); printf("| 3.HRRF算法调度 |\n"); printf("|_______________________|\n"); printf("| 0.退出算法调度 |\n"); printf("________********_______\n"); } //短作业优先排序 void sort(int n) { int i,j; struct jcb temp; for(i=2;i<n;i++) for(j=i+1;j<=n;j++) if(jobarr[i].reqtime>jobarr[j].reqtime) //根据最短的要求服务时间排序 { temp=jobarr[i]; jobarr[i]=jobarr[j]; jobarr[j]=temp; } } //先到先服务排序 void sort0(int n) { int i,j; struct jcb temp; for(i=2;i<n;i++) for(j=i+1;j<=n;j++) if(job[i].arrtime>job[j].arrtime) //根据到达时间排序 { temp=job[i]; job[i]=job[j]; job[j]=temp; } } //自己输入模拟数据 void shoushu() { int n; printf("作业个数:"); scanf("%d",&n); for(int i=1;i<=n;i++) { printf("\n第%d个作业:",i+1); printf("\n输入id:"); scanf("%d",&job[i].id); printf("到达时间:"); scanf("%d",&job[i].arrtime); printf("要求服务时间:"); scanf("%d",&job[i].reqtime); jobarr[i]=job[i]; } } //文本写入数据 int ReadFile() { int m=0; int i=1; FILE *fp; //定义文件指针 fp=fopen("4.txt","r"); //打开文件 if(fp==NULL) { printf("File open error !\n"); exit(0); } printf("\n id 作业到达时间 作业运行所需要时间\n"); while(!feof(fp)) { fscanf(fp,"%d%d%d",&job[i].id,&job[i].arrtime,&job[i].reqtime); //fscanf()函数将数据读入 printf("\n%3d%12d%15d",job[i].id,job[i].arrtime,job[i].reqtime); //输出到屏幕 i++; }; if(fclose(fp)) //关闭文件 { printf("Can not close the file !\n"); exit(0); } m=i-1; return m; } //伪随机数的产生数据 int Pseudo_random_number() { int i,n; 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=1; i<=n; i++) { job[i].id=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("\n id 作业到达时间 作业运行所需要时间\n"); for(i=1; i<=n; i++) { printf("\n%3d%12d%15d",job[i].id,job[i].arrtime,job[i].reqtime); } return n; } //先来先服务算法FCFS void FCFS() { int i=1,j=1; float sumTA=0,sumTAW=0; printf("-----------先来先服务算法FCFS-------------\n"); printf("\n id 作业到达时间 作业运行所需要时间\n"); while(job[j].id!=NULL) { printf("\n%3d%12d%15d",job[j].id,job[j].arrtime,job[j].reqtime); //输出到屏幕 j++; } sort0(j-1); printf("\n\n 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\n"); while(job[i].id!=NULL) { if(i==1) //第一个作业先到达,先被调度 { job[i].startime=job[i].arrtime; } else //其他作业被调度 { if(job[i-1].finitime>=job[i].arrtime) //如果上一个作业的完成时间大于下一个到达时间,则下一个开始时间为上一个作业的完成时间 job[i].startime=job[i-1].finitime; else job[i].startime=job[i].arrtime; //否则下一个开始时间即它的到达时间 } job[i].finitime=job[i].startime+job[i].reqtime; //计算完成时间 job[i].TAtime=job[i].finitime-job[i].arrtime; //计算周转时间 job[i].TAWtime=job[i].TAtime/job[i].reqtime; //计算带权周转时间 sumTA+=job[i].TAtime; sumTAW+=job[i].TAWtime; printf("\n%3d%12d%13d%14d%12.0lf%14.2lf",job[i].id,job[i].arrtime,job[i].finitime,job[i].reqtime,job[i].TAtime,job[i].TAWtime); i++; } printf("\n平均作业周转时间= %.2lf",sumTA/(i-1)); printf("\n平均带权作业周转时间= %.2lf",sumTAW/(i-1)); } //最短作业优先算法SJF void SJF() { int i=1,j=1; float sumTA=0,sumTAW=0; printf("-----------最短作业优先算法SJF-------------\n"); printf("\n id 作业到达时间 作业运行所需要时间\n"); while(job[j].id!=NULL) { printf("\n%3d%12d%15d",job[j].id,job[j].arrtime,job[j].reqtime); //输出到屏幕 jobarr[j]=job[j]; j++; } sort(j-1); printf("\n\n 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\n"); while(jobarr[i].id!=NULL) { if(i==1) { jobarr[i].startime=jobarr[i].arrtime; } else { if(jobarr[i-1].finitime>=jobarr[i].arrtime) jobarr[i].startime=jobarr[i-1].finitime; else jobarr[i].startime=jobarr[i].arrtime; } jobarr[i].finitime=jobarr[i].startime+jobarr[i].reqtime; jobarr[i].TAtime=jobarr[i].finitime-jobarr[i].arrtime; jobarr[i].TAWtime=jobarr[i].TAtime/jobarr[i].reqtime; sumTA+=jobarr[i].TAtime; sumTAW+=jobarr[i].TAWtime; printf("\n%3d%12d%13d%14d%12.0lf%14.2lf",jobarr[i].id,jobarr[i].arrtime,jobarr[i].finitime,jobarr[i].reqtime,jobarr[i].TAtime,jobarr[i].TAWtime); i++; } printf("\n平均作业周转时间= %.2lf",sumTA/(i-1)); printf("\n平均带权作业周转时间= %.2lf",sumTAW/(i-1)); } //最高响应比排序 void sort1(int n,int k) { int i,j; struct jcb temp; for(i=k;i<n;i++) for(j=i+1;j<=n;j++) if(jobfin[i].prio<jobfin[j].prio) { temp=jobfin[i]; jobfin[i]=jobfin[j]; jobfin[j]=temp; } } //响应比最高者优先HRRF算法 void HRRF() { int i=1,j=1,k=1; float sumTA=0,sumTAW=0; printf("-----------响应比最高者优先HRRF算法-------------\n"); printf("\n id 作业到达时间 作业运行所需要时间\n"); while(job[j].id!=NULL) { printf("%3d%12d%15d\n",job[j].id,job[j].arrtime,job[j].reqtime); //输出到屏幕 jobfin[j]=job[j]; j++; } while(jobfin[k].id!=NULL) { i=k; if(k==1) { jobfin[i].startime=jobfin[i].arrtime; jobfin[i].finitime=jobfin[i].startime+jobfin[i].reqtime; jobfin[i].TAtime=jobfin[i].finitime-jobfin[i].arrtime; jobfin[i].TAWtime=jobfin[i].TAtime/jobfin[i].reqtime; } else { printf("\nid 最高响应比\n"); while(jobfin[i].id!=NULL) { if(jobfin[k-1].finitime>=job[i].arrtime) { jobfin[i].startime=jobfin[k-1].finitime; jobfin[i].prio=(jobfin[i].startime-jobfin[i].arrtime)/(jobfin[i].reqtime/1.0)+1; } else { jobfin[i].startime=0; jobfin[i].prio=0; } i++; } sort1(j-1,k); for(i=k;i<j;i++) printf("%3d%10.2lf\n",jobfin[i].id,jobfin[i].prio); jobfin[k].finitime=jobfin[k-1].finitime+jobfin[k].reqtime; jobfin[k].TAtime=jobfin[k].finitime-jobfin[k].arrtime; jobfin[k].TAWtime=jobfin[k].TAtime/jobfin[k].reqtime; } k++; } printf("\n\n 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\n"); for(i=1;i<j;i++) { printf("\n%3d%12d%13d%14d%12.0lf%14.2lf",jobfin[i].id,jobfin[i].arrtime,jobfin[i].finitime,jobfin[i].reqtime,jobfin[i].TAtime,jobfin[i].TAWtime); sumTA+=jobfin[i].TAtime; sumTAW+=jobfin[i].TAWtime; } printf("\n平均作业周转时间= %.2lf",sumTA/(i-1)); printf("\n平均带权作业周转时间= %.2lf",sumTAW/(i-1)); } void main0() { int tmp; while(1) { menu0(); printf("\n请选择菜单项:"); scanf("%d",&tmp); switch (tmp) { case 1: FCFS(); break; case 2: SJF(); break; case 3: HRRF(); break; case 0: return; } } } main() { int tmp; while(1) { menu(); printf("\n请选择菜单项:"); scanf("%d",&tmp); switch (tmp) { case 1: ReadFile(); break; case 2: Pseudo_random_number(); break; case 3: shoushu(); break; } main0(); printf("\n"); } }
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