实现FCFS和SJF调度算法.docx
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实现FCFS和SJF调度算法
操作系统实验报告
实验一:
作业调度
学院:
软件学院
专业:
软件工程
班级:
软件工程12-01
:
***
学号:
7
实验一:
作业调度
实现FCFS和SJF调度算法
【实验题目】:
编写程序,实现FCFS和SJF算法,模拟作业调度过程,加深对作业调度的理解。
【实验容】
实现FCFS和SJF调度算法。
–数据结构设计(JCB,后备作业队列)
–算法实现与模拟(排序、调度)
–输出调度结果,展示调度过程并解释
【实验要求】
1.设计作业控制块(JCB)的数据结构
–应包含实验必须的数据项,如作业ID、需要的服务时间、进入系
统时间、完成时间,以及实验者认为有必要的其他数据项。
2.实现排序算法(将作业排队)
–策略1:
按“进入系统时间”对作业队列排序(FCFS)
–策略2:
按“需要的服务时间”对作业队列排序(SJF)
3.实现调度过程模拟
(1)每个作业用一个JCB表示,如果模拟FCFS,按策略1将作业排队,如果模拟SJF,按策略2将作业排队
(2)选择队首的作业,将其从后备队列移出。
(3)(作业运行过程,在本实验中,无需实现,可认为后备队列上的
作业一但被调度程序选出,就顺利运行完毕,可以进入第4步)
(4)计算选中作业的周转时间
(5)进行下一次调度(去往第2步)
4.实现结果输出
–输出作业状态表,展示调度过程
•初始作业状态(未调度时)
•每次调度后的作业状态
5.撰写实验报告
–包含实验要求中1~4项容,要求有设计图(结构图/流程图)和源代码。
–注明使用的编程语言和环境。
注意事项
•实验中注重实现算法本质(先来先服务,短作业优先)。
•两个算法可以使用一套程序,差别只在队列的排序方式。
•这两个算法也可适用于进程调度。
关于作业调度和进程调度的区别,只要求概念上理解清楚,不要现。
设计作业控制块(JCB)的数据结构
每个作业由一个作业控制块JCB表示,JCB可以包含如下信息:
作业名、提交时间、所需的运行时间、所需的资源、作业状态、链指针等等。
具体结构如下:
typedef struct jcb{
char name[10]; /* 作业名 */
char state; /* 作业状态 */
int ts; /* 提交时间 */
float super; /* 优先权 */
int tb; /* 开始运行时间 */
int tc; /* 完成时间 */
float ti; /* 周转时间 */
float wi; /* 带权周转时间 */
int ntime; /* 作业所需运行时间 */
char resource[10]; /* 所需资源 */
struct jcb *next; /* 结构体指针 */
} JCB;
JCB *p,*tail=NULL,*head=NULL;
作业的状态可以是等待W(Wait)、运行R(Run)和完成F(Finish)三种状态之一。
每个作业的最初状态总是等待W。
,组成一个后备队列等待,总是首先调度等待队列中队首的作业。
本实验采用链表的形式存放各后备队列当中的作业控制块,各个等待的作业按照提交时刻的先后次序排队。
当一个作业进入系统时,就为其动态建立一作业控制块(JCB),挂入后备队列尾部。
当作业调度时,从后备队列中按某种调度算法选择一作业,让其进入主存以便占用CPU执行。
每个作业完成后要打印该作业的开始运行时刻、完成时刻、周转时间和带权周转时间,这一组作业完成后要计算并打印这组作业的平均周转时间、带权平均周转时间。
设计图
编程语言:
c++
编程环境:
VisualC++6.0
程序代码:
FCFS:
#include
usingnamespacestd;
classFcfs{
private:
intnum[10];//作业编号
doublearriveTime[10];//到达时间
doublestartTime[10];//开始时间,进存时间
doubleworkTime[10];//工作时间
doublefinishTime[10];//完成时间
doublecirTime[10];//存放每一个作业的周转时间//
doublefreeTime[10];//上一个作业已结束,但下一个作业还未到,存放这一段空闲时间
public:
Fcfs(intn)//n为作业数目
{
cout<<"默认第一个作业的到达时间为0。
"< for(inti=0;i { num[i]=i+1;//给作业编号 cout<<"第"< "< cout<<"请输入该作业的到达时间: "; cin>>arriveTime[i]; if(i==0) arriveTime[i]=0;//默认第一个作业的到达时间为0 cout<<"请输入该作业的执行时间: "; cin>>workTime[i]; if(i==0) { startTime[i]=0; finishTime[i]=workTime[i]; //freeTime[i]=0; } elseif(arriveTime[i]<=finishTime[i-1])//如果后一个作业已到,而前一个作业未结束 { startTime[i]=finishTime[i-1];//则后一个作业的开始时间为上一个作业的结束时间 finishTime[i]=startTime[i]+workTime[i]; //freeTime[i]=0;//前一个一结束就开始工作,没有空闲时间 } elseif(arriveTime[i]>finishTime[i-1]) { //freeTime[i]=arriveTime[i]-finishTime[i-1];//计算空闲时间,前一个作业已完成,但后一个作业还没到,中间空闲时间 startTime[i]=arriveTime[i]; //由于来的时候前一个作业已完成,则该作业的开始时间即为它的到达时间 finishTime[i]=startTime[i]+workTime[i]; } cirTime[i]=finishTime[i]-arriveTime[i]; } } //计算平均周转时间 doublegetAverageCir(intn)//n为作业数 { doubleaverageCir,sumCir=0; for(inti=0;i sumCir+=cirTime[i]; averageCir=sumCir/n; returnaverageCir; } //打印输出 voidprint(intn)//n为作业数 { cout<<"num\t"<<"arrive\t"<<"start\t"<<"work\t"<<"finish\t"<<"cir\t"< { cout< } cout< cout<<"平均周转时间: "< } }; intmain() { intn;//n为作业数目 cout<<"请输入作业数目: "; cin>>n; Fcfsf=Fcfs(n); f.print(n); return0; } SJF: #include usingnamespacestd; classSJF{ private: intnum[10];//作业编号 doublearriveTime[10];//到达时间 doublestartTime[10];//开始时间,进存时间 doubleworkTime[10];//工作时间 doublefinishTime[10];//完成时间 doublecirTime[10];//存放每一个作业的周转时间 public: SJF(intn)//n为作业数目 { inti; cout<<"默认第一个作业的到达时间为0。 "< for(i=0;i { num[i]=i+1;//给作业编号 cout<<"第"< "< cout<<"请输入该作业的到达时间: "; cin>>arriveTime[i]; if(i==0) arriveTime[i]=0;//默认第一个作业的到达时间为0 cout<<"请输入该作业的执行时间: "; cin>>workTime[i]; if(i==0) { startTime[i]=0; finishTime[i]=workTime[i]; cirTime[i]=finishTime[i]-arriveTime[i]; } else//排序 { for(intj=1;j { for(intk=1;k<=i-j;k++) if(workTime[k]>workTime[k+1]) { doubletemp; temp=num[k]; num[k]=num[k+1]; num[k+1]=temp; temp=arriveTime[k]; arriveTime[k]=arriveTime[k+1]; arriveTime[k+1]=temp; temp=workTime[k]; workTime[k]=workTime[k+1]; workTime[k+1]=temp; } } } } for(i=1;i { startTime[i]=finishTime[i-1]; finishTime[i]=startTime[i]+workTime[i]; cirTime[i]=finishTime[i]-arriveTime[i]; } } //计算平均周转时间 doublegetAverageCir(intn)//n为作业数 { doubleaverageCir,sumCir=0; for(inti=0;i sumCir+=cirTime[i]; averageCir=sumCir/n; returnaverageCir; } //打印输出 voidprint(intn)//n为作业数 { cout<<"num\t"<<"arrive\t"<<"start\t"<<"work\t"<<"finish\t"<<"cir\t"< for(inti=0;i { cout< } cout< cout<<"平均周转时间: "< } }; intmain() { cout<<"-----短作业优先-----"< intn;//n为作业数目 cout<<"请输入作业数目: "; cin>>n; SJFf=SJF(n); f.print(n); return0; } 实例截图: 五个进程,到达时间分别为5,10,13,20 服务时间分别为6,2,4,6 设置选择量n, 当n=1时,选择FCFS 当n=2时,选择SJF 当n=3时,同时分别调用FCFS和SJF n不为1或2或3时提示错误,重新输入n; 1-FCFS算法 2-SJF算法 实验总结: 本次实验题目为作业调度。 实现实现FCFS和SJF调度算法。 能初步掌握FCFS和SJF调度算法。 对于FCFS和SJF调度算法的思路清晰,只是将其转化为代码形式,在脑海中,没有思路。 经过查阅资料和与同学们交流,逐渐形成了一定的模块化思路。 结合相关程序,在调试程序的过程中,意识到书写格式规化及其重要性。 明白了其中的功能。 FCFS与SJF各有优缺点。 对于FCFS,当先执行的是长作业时,由于FCFS对短作业长时间等待,不利于短作业。 对于SJF,必须预知作业的运行时间,当短作业过多时,则不利于长作业。 采用SJF算法时,人机无法实现交互。 由于没有考虑到作业紧迫性,不能保证作业能够及时得到处理。 选择哪一种算法,则根据具体情况而定。
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- 关 键 词:
- 实现 FCFS SJF 调度 算法