西北农林科技大学操作系统实验二(2)——作业调度一设计测试实验_模拟单道批处理系统中作业调度实验-程序员宅基地
编写并调试一个单道系统的作业调度模拟程序。
调度模型：描述调度模型.。(可以采用模块化方法并用框图说明）
作业调度算法：分别采用先来先服务(FCFS),最短作业优先(SJF)、响应比高者优先(HRN)的调度算法。
要求:
1） 定义JCB,并操作之。
2） 描述作业队列。
3） 对每种调度算法都要求打印每个作业开始运行时刻、完成时刻、周转时间、带权周转时间，以及这组作业的平均周转时间及带权平均 周转时间,以比较各种算法的优缺点。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<conio.h>
#define getpch(type) (type*)malloc(sizeof(type))
int n;//作业数//the num of jobs
float T1 = 0, T2 = 0;
int times = 0; //记录时间
void swap ( int *a, int *b );
//作业控制块
struct jcb
{
char name[10];//?添加注释 //用户名称
int reachtime;//?添加注释//作业抵达时间
int starttime;//?添加注释//作业开始时间
int needtime;//?添加注释//作业运行所需时间
int finishtime;//作业完成时间
float cycletime;//作业周转时间
float cltime;//?添加注释//带权周转时间
char state;//作业状态
struct jcb *next;//结构体指针
int Rp;//响应比——响应时间/要求服务时间
int waittime;//等待时间
}*ready = NULL, *p, *q;
typedef struct jcb JCB;
void inital() //建立作业控制块队列,先将其排成先来先服务(FCFS)的模式队列
{
int i;
printf ( "\n输入作业数:" );
scanf ( "%d", &n );
for ( i = 0; i < n; i++ )
{
p = getpch ( JCB );
printf ( "\n输入作业名:" );
scanf ( "%s", p->name );
getchar();
p->reachtime = i;
printf ( "作业默认到达时间:%d", i );
printf ( "\n输入作业要运行的时间:" );
scanf ( "%d", &p->needtime );
p->state = 'W';
p->next = NULL;
if ( ready == NULL )
ready = q = p;
else
{
q->next = p;
q = p;
}
}
}
void disp ( JCB*q, int m ) //显示作业运行后的周转时间及带权周转时间等
{
printf ( "\n作业%s正在运行，估计其运行情况：\n", q->name );
printf ( "开始运行时刻：%d\n", q->starttime );
printf ( "完成时刻：%d\n", q->finishtime );
printf ( "周转时间：%f\n", q->cycletime );
printf ( "带权周转时间：%f\n", q->cltime );
getchar();
}
void running ( JCB *p, int m ) //运行作业
{
if ( p == ready ) //先将要运行的作业从队列中分离出来
{
ready = p->next;
p->next = NULL;
}
else
{
q = ready;
while ( q->next != p ) q = q->next;
q->next = p->next;
}
p->starttime = times;//计算作业运行后的完成时间,周转时间等等
p->state = 'R';
p->finishtime = p->starttime + p->needtime;
p->cycletime = ( float ) ( p->finishtime - p->reachtime );
p->cltime = ( float ) ( p->cycletime / p->needtime );
T1 += p->cycletime;
T2 += p->cltime;
disp ( p, m ); //调用disp()函数,显示作业运行情况
times += p->needtime;
p->state = 'F';
printf ( "\n%s has been finished!\n", p->name );
free ( p ); //释放运行后的作业
getchar();
}
void final() //最后打印作业的平均周转时间,平均带权周转时间
{
float s, t;
t = T1 / n;
s = T2 / n;
getchar();
printf ( "\n\n作业已经全部完成!\n" );
printf ( "\n%d个作业的平均周转时间是：%f", n, t );
printf ( "\n%d个作业的平均带权周转时间是%f：\n\n\n", n, s );
}
void sjf ( int m ) //最短作业优先算法(Short Job First,SJF)
{
JCB *min;//定义作业控制块
int i, iden;
system ( "cls" );
inital();// 将作业按照FCFS加入队列
for ( i = 0; i < n; i++ )
{
p = min = ready;//分别初始化p、min、ready
iden = 1;
do
{
if ( p->state == 'W' && p->reachtime <= times ) //判断是否满足到达时间等于总时间和作业状态为‘w’
if ( iden )
{
min = p;
iden = 0;
}
else if ( p->needtime < min->needtime )
min = p;
p = p->next;
// 1 根据上下文，空格处填写一条指令
}
while ( p != NULL );
if ( iden ) //如果没有满足条件的作业则总时间增加
{
i--;
times++;
if ( times > 100 )
{
printf ( "\nruntime is too long … error" );
getchar();
}
}
else
{
running ( min, m );//如果有则运行队列中的作业
}
}
final();//更新系统时间
}
void fcfs ( int m ) //先来先服务算法
{
int i, iden;
system ( "cls" );
inital();
for ( i = 0; i < n; i++ )
{
p = ready;
iden = 1;
do
{
if ( p->state == 'W' && p->reachtime <= times ) iden = 0;
if ( iden ) p = p->next;
}
while ( p != NULL && iden );//利用链表遍历找到队列中非空队首
if ( iden ) //如果没有满足条件的作业则等待
{
i--;
printf ( "\n没有满足要求的进程,需等待" );
times++;
// 2根据上下文，填入一条语句
if ( times > 100 )
{
printf ( "\n时间过长" );
getchar();
}
}
else//如果有则运行作业
{
running ( p, m );
}
}
final();//更新系统时间
}
void getPriority()
{
p = ready;
while ( p != NULL )
{
//如果到达时间比当前时间晚，则响应比为Ⅰ
if ( times <= p->reachtime )
p->Rp = 1;
//如果到达时间比当前时间早，则响应比为(等待时间+要求服务时间)/要求服务时间
else
p->Rp=(double)(p->waittime+p->needtime)/(p->needtime);
}
}
void HRN ( int m )
{
int i,iden;
JCB *max;
system ( "cls" );
inital();
for(i=0; i<n; i++)
{
p=max=ready;
iden=1;
//找到响应比最大的可运行的作业
do
{
if(p->state=='W'&&p->reachtime<=times)
{
if(iden)
{
max=p;
iden=0;
}
else if(p->Rp > max->Rp)
max=p;
}
p=p -> next;
}
while (p != NULL);
if(iden)
{
i--;
times++;
if (times>100)
{
printf("\nruntime is too long … error");
getchar();
}
}
else
{
running(max, m);
getPriority();//运行完当前后对响应比重新定义
}
}
}
void menu()
{
int m;
system ( "cls" );
printf ( "\n\n\t\t*********************************************\t\t\n" );
printf ( "\t\t\t\t作业调度演示\n" );
printf ( "\t\t*********************************************\t\t\n" );
printf ( "\n\n\n\t\t\t1.先来先服务算法." );
printf ( "\n\t\t\t2.最短作业优先算法." );
printf ( "\n\t\t\t3.高响应比优先调度算法." );
printf ( "\n\t\t\t0.退出程序." );
printf ( "\n\n\t\t\t\t选择所要操作:" );
scanf ( "%d", &m );//菜单
switch ( m )
{
case 1:
fcfs ( m );//利用FCFS算法运行作业
getchar();
system ( "cls" );
break;
case 2:
sjf ( m );//利用SJF算法运行作业
getchar();
system ( "cls" );
break;
case 3:
HRN(m);
getchar();
system("cls");
break;
case 0:
system ( "cls" );
break;
default:
printf ( "选择错误,重新选择." );
getchar();
system ( "cls" );
menu();
}
}
int main()
{
menu();
system ( "pause" );
return 0;
}
hrn运行结果
多道批处理系统的程序设计
编写并调试一个多道系统的作业调度模拟程序。
调度模型：描述多道调度
模型。（可以采用模块化方法并用框图说明）
作业调度算法：先来先服务（FCFS）
要求：
1） 定义JCB,并操作之。
2） 描述作业队列。
3） 定义多道系统中的各种资源种类及数量、调度作业时必须考虑到每 个作业的资源要求。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define getpch(type) (type*)malloc(sizeof(type))
#define NUM_OF_RESOURCE 3
struct Resource
{
char name[10];//资c源名
int num; //资源的数量
int usedTime; //作业该资源耗时
struct Resource *link;
};
typedef struct Resource resource;
struct jcb //作业控制块
{
char name[10]; // 作业名
int reachtime; //作业到达时间
int rnum; //作业所需资源的种类数
int starttime; //作业开始时间
int needtime;
int finishtime; //作业完成时间
float cycletime;//作业周转时间
float cltime; //带权周转时间
char state; //作业状态
int IsUsed; //标志是否使用该资源
resource *res; //所需资源指针
struct jcb *next; //结构体指针
}*ready[4], *p, *q; //q用来指向当前节点
//创建四个队列，依次对应三种资源的就绪队列
int times = 0;
typedef struct jcb JCB;
//资源插入作业
void InsertR ( JCB *p, resource *ptr )
{
if ( p -> res == NULL )
{
p->res = ptr;
}
else
{
resource* pt = p -> res;
while ( pt->link != NULL )
pt = pt->link;
pt -> link = ptr;
}
}
//作业进入就绪队列，并根据到达时间进行排序
void InsertJobs ( JCB* p, int t )
{
if ( ready[t] == NULL )
ready[t] = p;
else
{
JCB *pt = ready[t];
q = pt->next;
//比队首元素来得早，就待在队首
if ( pt->reachtime > p->reachtime )
{
ready[t] = p;
p->next = pt;
}
else
{
while ( q != NULL && q->reachtime <= p->reachtime )
{
pt = pt->next;
q = pt->next;
}
if ( q == NULL )
{
pt->next = p;
}
else
{
pt->next = p;
p->next = q;
}
}
}
}
//输入m个作业
void init ( int m )
{
resource *ptr;
int i, j;
printf ( "请输入作业数" );
printf ( "%d \n", m );
for ( i = 0; i < m; i++ )
{
p = getpch ( JCB );
//
printf ( "输入作业名： " );
scanf ( "%s", p->name );
printf ( "\n输入作业到达时间" );
scanf ( "%d", &p->reachtime );
printf ( "\n输入作业所需资源的种类数:" );
scanf ( "%d", &p->rnum );
p->res = NULL;
for ( j = 0; j < p->rnum; j++ )
{
ptr = ( resource* ) malloc ( sizeof ( resource ) );
printf ( "\n\t输入资源名: " );
scanf ( "%s", ptr->name );
printf ( "\n\t输入所需资源的数量: " );
scanf ( "%d", &ptr->num );
printf ( "\n\t输入该作业消耗该资源的时间: " );
scanf ( "%d", &ptr->usedTime );
p->IsUsed = 1; //默认都使用
ptr->link = NULL;
InsertR ( p, ptr );
}
p->state = 'W';//W表示就绪状态
p->next = NULL;
InsertJobs ( p, 0 ); //把p插入后备队列
}
}
void Running(JCB *p, int j, resource *cre)
{
printf("%s的调度结果：\n", cre[j].name);
printf("作业名为：%s\n", p->name);
printf("到达该资源的时间：%d\n", p->reachtime);
p->reachtime = p->starttime+p->needtime;
printf("释放该资源的时间%d\n",p->reachtime);
InsertJobs(p, j+1);
}
//调度算法
void FCFS ( resource *cre )
{
int j = 0;
for ( j = 0; j < 3; j++ )
{
printf ( "\n" );
p = ready[j];
if ( p != NULL )
{
ready[j] = p->next;
p->next = NULL;//脱离原队列
}
while ( p != NULL )
{
//寻找p中所含的资源数
resource * ptr = p->res;
while ( ptr != NULL && strcmp ( ptr->name, cre[j].name ) )
{
ptr = ptr->link;
}
//作业需要该资源数量目小于等于现存资源数或不需要该资源，则执行p
if ( ptr != NULL && ptr->num <= cre[j].num )
{
//如果当前时刻小于到达时刻,则当前时刻应当到到达时刻才能运行
if ( times <= p->reachtime )
{
times = p->reachtime;
}
if ( ptr == NULL )
{
p->starttime = times;
p->needtime = 0;
p->IsUsed = 0; //标志为不需要该资源
Running ( p, j, cre );
}
//需要该资源则应从系统资源中减去所需的数目
else
{
p->starttime = times;
p->needtime = ptr->usedTime;
cre[j].num -= ptr->num;
Running ( p, j, cre );
}
//执行下一个作业
p = ready[j];
if ( p != NULL )
{
ready[j] = p->next;
p->next = NULL;
}
}
else
{
JCB*q1;
q1 = ready[j + 1];
//找到第一个使用该资源的且未释放的进程q1
while ( q1 != NULL && q1->IsUsed == 0 )
q1 = q1->next;
if ( q1 == NULL )
return;
times = q1->reachtime;
resource* ptr1 = q1->res;
while ( ptr1 != NULL && strcmp ( ptr1->name, cre[j].name ) )
ptr1 = ptr1->link;
if ( ptr1 == NULL )
return;
cre[j].num += ptr1->num;
q1->IsUsed = 0;
}
}
times=0;//重设时间
JCB* pt = ready[j+1];
while (pt != NULL)
{
pt ->IsUsed = 1;
pt = pt ->next;
}
}
}
int main()
{
int m;
resource cre[3];//计算机资源
//初始化计算机资源0为输入设备，1为cpu，2为输出设备
//输入设备
strcpy(cre[0].name, "INS");
cre[0].num = 2;
//CPU
strcpy(cre[1].name, "CPU");
cre[1].num = 4;
//输出设备
strcpy(cre[2].name, "OUTS");
cre[2].num = 2;
//初始化三个队列
int id=0;
for(id=0; id<4; id++)
ready[id]=NULL;
//输入m个作业
printf("输入要输入的作业总数: ");
scanf("%d", &m);
getchar();
init(m);
FCFS(cre);
q = ready[3];
while(q != NULL)
{
ready[3] = q -> next;
free(q);
q=q->next;
}
return 0;
}
运行结果
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