0422 Step2-FCFS调度

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。

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。

 #include<stdio.h>
 #include<stdlib.h>
 #include<string.h>
 struct jcb{
     char name[];  //作业名
     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[],jobfin[],job[],cunfang;
 int systime=;
 int intarr,intfin,intjob; //作业到达个数，完成个数，未达到作业个数
 int i;

 void SJF(){
    int a,b;
     double sumTAtime = ;
     double sumTAWtime = ;
     double avgTAtime = ;
     double avgTAWtime = ;
     system("cls");
     jobarr[].finitime = jobarr[].arrtime + jobarr[].reqtime;
     jobarr[].startime = jobarr[].arrtime;
     for(a=;a<i;a++)
     {
         for(b=;b<i-;b++)
         {
             if(jobarr[b].reqtime > jobarr[b+].reqtime)
             {
                 cunfang = jobarr[b];
                 jobarr[b] = jobarr[b+];
                 jobarr[b+] = cunfang;
             }
         }
     }
     for(a=;a<i;a++)
     {
         jobarr[a].startime = jobarr[a-].finitime;
         jobarr[a].finitime = jobarr[a-].finitime + jobarr[a].reqtime;
     }
     for(a= ;a< i; a++)
     {
         jobarr[a].Tatime = jobarr[a].finitime - jobarr[a].arrtime;
         sumTAtime += jobarr[a].Tatime;
         jobarr[a].TAWtime = jobarr[a].Tatime / jobarr[a].reqtime;
         sumTAWtime += jobarr[a].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(a= ; a < i; a++)
     {
         printf("%s\t%d\t\t%d\t\t%d\t\t%d\t\t%.2f\n", jobarr[a].name, jobarr[a].arrtime, jobarr[a].reqtime, jobarr[a].startime, jobarr[a].finitime, jobarr[a].Tatime);
     }
     printf("\n平均周转时间=%.2f", avgTAtime);
     printf("      平均带权周转时间=%.2f\n", avgTAWtime);
 }
 void FCFS(){
     int r;
     double attime,wattime;
     system("cls");
     jobarr[].startime=;
     jobarr[].finitime=jobarr[].startime+jobarr[].reqtime;
     jobarr[].turntime=jobarr[].reqtime;
     attime=jobarr[].turntime;
     wattime=jobarr[].finitime;
     for(r=;r<i;r++)
     {
       jobarr[r].startime=jobarr[r-].finitime;
       jobarr[r].finitime=jobarr[r].startime+jobarr[r].reqtime;
       jobarr[r].turntime=jobarr[r-].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=;r<i;r++){
         printf("\n-------------------------------------------------------------------------------\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("      平均带权周转时间:%.2lf\n\n",wattime);

 }
 void px(){
     int a,b;
     for(a=;a<i;a++)
     {
         for(b=a+;b<i;b++)
             if(jobarr[a].arrtime>jobarr[b].arrtime)
             {
             cunfang=jobarr[a];
             jobarr[a]=jobarr[b];
             jobarr[b]=cunfang;
             }
     }
 }
 void ins()
 {
     system("cls");
     printf("-----------------------\n");
         printf("第%lf个作业:\n",i+);
         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++;
         px();
 }
 void del()
 {
     int a,b;
     char dlet[];
     printf("-----------------------\n");
    printf("请输入要删除的name:");
    scanf("%s",dlet);
    for(a=;a<i;a++)
        if(strcmp(jobarr[a].name,dlet)==){
            for(b=a;b<i;b++){
                jobarr[b]=jobarr[b+];
            }
        i--;
        }
 }
 void suanfa(){
     int xuanze=;
     system("cls");
    while(){
    printf("请选择算法:\n");
    printf("1.先来先服务调度算法(FCFS)\n");
    printf("2.短作业优先调度算法(SJF) \n");
    printf("3.退出\n");
    scanf(" %d",&xuanze);
    switch(xuanze){
    case :
        FCFS();
        break;
    case :
        SJF();
        break;
    case :
        return;
    }
    }
 }
 void main()
 {
     int a,r;
     printf("-----------------------\n");
     printf("作业个数:");
     scanf("%d",&i);
     printf("\n");
     for(r=;r<i;r++)
     {
         printf("-----------------------\n");
         printf("第%d个作业:\n",r+);
         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");
     }
     px();
     while(){
         system("cls");
     printf("经按到达时间排序后，未达到队列是\n");
     printf("-----------------------------------------------\n");
     printf("\t作业名\t到达系统时间\tCPU所需时间\n");
     for(r=;r<i;r++)
     {
         printf("N %d",r+);
         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("--------------------------------------------------\n");
     printf("\n插入1 删除2 退出3 算法4 :");
     scanf("%d",%a);
     if(a==)
         return;
     else if(a==)
         ins();
     else if(a==)
         del();
     else if(a==)
         suanfa();
     else
         continue;
     }
 }