作业调度算法先来先服务算法短作业算法.docx
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作业调度算法先来先服务算法短作业算法
《操作系统》实验报告
题目:
作业调度算法
班级:
网络工程
:
朱锦涛
学号:
E31314037
一、实验目的
用代码实现页面调度算法,即先来先服务(FCFS)调度算法
、短作业优先算法、高响应比优先调度算法。
通过代码的具体实现,加深对算法的核心的理解。
二、实验原理
1.先来先服务(FCFS)调度算法
FCFS是最简单的调度算法,该算法既可用于作业调度,也可用于进程调度。
当在作业调度中采用该算法时,系统将按照作业到达的先后次序来进行调度,或者说它是优先考虑在系统中等待时间最长的作业,而不管该作业所需执行的时间的长短,从后备作业队列中选择几个最先进入该队列的作业,将它们调入存,为它们分配资源和创建进程。
然后把它放入就绪队列。
2.短作业优先算法
SJF算法是以作业的长短来计算优先级,作业越短,其优先级越高。
作业的长短是以作业所要求的运行时间来衡量的。
SJF算法可以分别用于作业和进程调度。
在把短作业优先调度算法用于作业调度时,它将从外存的作业后备队列中选择若干个估计运行时间最短的作业,优先将它们调入存。
3、高响应比优先调度算法
高响应比优先调度算法则是既考虑了作业的等待时间,又考虑了作业的运行时间的算法,因此既照顾了短作业,又不致使长作业等待的时间过长,从而改善了处理机调度的性能。
如果我们引入一个动态优先级,即优先级是可以改变的令它随等待的时间的延长而增加,这将使长作业的优先级在等待期间不断地增加,等到足够的时间后,必然有机会获得处理机。
该优先级的变化规律可以描述为:
优先权=(等待时间+要求服务时间)/要求服务时间
三、实验容
源程序:
#include
#include
#include
structwork
{
intid;
intarrive_time;
intwork_time;
intwait;
floatpriority;
};
typedefstructsjf_work
{
structworks_work;//数据域
structsjf_work*pNext;//指针域
}NODE,*PNODE;
voidFCFS();
voidSJF();
voidshowmenu();
boolIs_empty(PNODEpHead);
intt_work(PNODEpHead);
PNODEdo_work(PNODEpHead,int*w_finish_time,inti);
voidshow(int*w_finish_time,inti,PNODEq,int*w_rel_time);
voidHRRN();
PNODEpriorit(PNODEpHead);
voiddo_work_1(PNODEpHead,int*w_finish_time,inti);
intmain()
{
intchoice;//设置选择数
showmenu();//显示菜单
scanf("%d",&choice);
while(choice!
=0)//选择算法
{
switch(choice)
{
case1:
printf("您选择的是先来先服务算法:
\n");
FCFS();
break;
case2:
printf("您选择的是短作业优先算法:
\n");
SJF();
break;
case3:
printf("您选择的是高响应比优先调度算法\n");
HRRN();
break;
default:
printf("请重新选择!
");
break;
}
printf("\n");
printf("下面是菜单,请继续,或者按‘0’退出");
showmenu();
scanf("%d",&choice);
}
printf("感您使用本系统,再见!
");
return0;
}
voidFCFS()
{
intj,k;
intw_rel_time[5];
intw_finish_time[5];
floatrel_time=0;
structworktemp;
inti;
structworkw[5];
srand(time(0));
for(i=0;i<5;i++)
{
w[i].id=rand()%10;
w[i].arrive_time=rand()%10;
w[i].work_time=rand()%10+1;
}
for(j=0;j<5;j++)
{
printf("第%d个作业的编号是:
%d\t",j+1,w[j].id);
printf("第%d个作业到达时间:
%d\t",j+1,w[j].arrive_time);
printf("第%d个作业服务时间:
%d\t",j+1,w[j].work_time);
printf("\n");
}
for(j=1;j<5;j++)
for(k=0;k<5-j;k++)
{
if(w[k].arrive_time>w[k+1].arrive_time)
{
temp=w[k];
w[k]=w[k+1];
w[k+1]=temp;
}
}
printf("\n");
w_finish_time[0]=w[0].arrive_time+w[0].work_time;
for(j=0;j<5;j++)
{
if(w_finish_time[j] { w_finish_time[j+1]=w[j+1].arrive_time+w[j+1].work_time; } else w_finish_time[j+1]=w_finish_time[j]+w[j+1].work_time; } for(j=0;j<5;j++) w_rel_time[j]=w_finish_time[j]-w[j].arrive_time; for(j=0;j<5;j++) { rel_time+=w_rel_time[j]; } for(j=0;j<5;j++) { printf("第%d个系统执行的作业到达时间: %d",j+1,w[j].arrive_time); printf("编号是: %d",w[j].id); printf("服务时间是: %d",w[j].work_time); printf("完成时间是: %d",w_finish_time[j]); printf("周转时间是: %d",w_rel_time[j]); printf("\n"); } printf("平均周转时间: %f\n",rel_time/5); } voidSJF() { intw_rel_time[10]; intw_finish_time[10]; floatrel_time=0; srand(time(0)); inti; intj=0; PNODEpHead=(PNODE)malloc(sizeof(NODE)); if(NULL==pHead) { printf("分配失败,程序终止! \n"); exit(-1); } PNODEpTail=pHead; pTail->pNext=NULL;//定义该链表有头结点,且第一个节点初始化为空 for(i=0;i<10;i++) { PNODEpNew=(PNODE)malloc(sizeof(NODE)); if(NULL==pNew) { printf("分配失败,程序终止! \n"); exit(-1); } pNew->s_work.id=rand()%100; pNew->s_work.arrive_time=rand()%10; pNew->s_work.work_time=rand()%10+1; pTail->pNext=pNew; pNew->pNext=NULL; pTail=pNew; } PNODEp=pHead->pNext;//p指向第一个节点 while(NULL! =p) { printf("第%d个作业的编号是: %d\t",j+1,p->s_work.id); printf("第%d个作业到达时间: %d\t",j+1,p->s_work.arrive_time); printf("第%d个作业服务时间: %d\t",j+1,p->s_work.work_time); printf("\n"); p=p->pNext; printf("\n"); j++; } p=pHead->pNext; PNODEq=p;//p,q都指向第一个节点 p=p->pNext; while(p! =NULL) { if(p->s_work.arrive_time q=p; p=p->pNext; } PNODEr=pHead->pNext;//r也指向第一个节点 intt=0;//记录所有节点数据域中到达时间最短且相等的个数 while(r! =NULL) { if(r->s_work.arrive_time==q->s_work.arrive_time) cnt++; r=r->pNext; } p=pHead->pNext; while(p! =NULL)//在相等到达时间的作业中找服务时间最短的作业 { if(cnt>1) { if(p->s_work.arrive_time==q->s_work.arrive_time) if(p->s_work.work_time q=p; p=p->pNext; } else p=NULL; }//确定q所指作业最先到达且服务时间最短 w_finish_time[0]=q->s_work.arrive_time+q->s_work.work_time; w_rel_time[0]=w_finish_time[0]-q->s_work.arrive_time; printf("第1个系统执行的作业到达时间: %d",q->s_work.arrive_time); printf("编号是: %d",q->s_work.id); printf("服务时间是: %d\n",q->s_work.work_time); printf("完成时间是: %d",w_finish_time[0]); printf("周转时间是: %d\n",w_rel_time[0]); p=pHead;//寻找q的前一个节点,方便删掉q节点 while(p->pNext! =q) { p=p->pNext; } p->pNext=q->pNext; free(q); q=NULL; for(i=0;i<9&&! Is_empty(pHead);i++) { printf("现在系统还剩%d个作业! \n",cnt_work(pHead)); q=do_work(pHead,w_finish_time,i); show(w_finish_time,i,q,w_rel_time); p=pHead;//寻找q的前一个节点,方便删掉q节点 while(p->pNext! =q) { p=p->pNext; } p->pNext=q->pNext; free(q); q=NULL; } for(j=0;j<10;j++) { rel_time+=w_rel_time[j]; } printf("平均周转时间: %f\n",rel_time/10); } boolIs_empty(PNODEpHead)//判断作业是否做完 { PNODEp; p=pHead->pNext; intlen=0; while(p! =NULL) { len++; p=p->pNext; } if(len==0) returntrue;//当没有作业时,返回为真 else returnfalse; } intt_work(PNODEpHead)//计算当前还剩多少作业 { PNODEp; p=pHead->pNext; intlen=0; while(p! =NULL) { len++; p=p->pNext; } returnlen; } PNODEdo_work(PNODEpHead,int*w_finish_time,inti) { PNODEp,q; intt=0;//计数器清0,计算当前作业完成时,系统中有多少个作业已经到达 p=pHead->pNext; q=p; while(p! =NULL) { if(p->s_work.arrive_time<=w_finish_time[i]) { cnt++; q=p; p=p->pNext; } else { p=p->pNext; } }//q指向当前到达时间小于刚刚完成的作业,但不一定是服务时间最短的(如果有的话) printf("系统中有%d个作业在当前作业完成时已经到达! \n",cnt); p=pHead->pNext; while(p! =NULL) { if(cnt>1)//执行此次判断后,q现在指向所有条件都满足的作业(如果有的话) { if(p->s_work.arrive_time<=w_finish_time[i]) { if(p->s_work.work_time { q=p; p=p->pNext; } else p=p->pNext; } else p=p->pNext; } else//当前作业完成时,没有作业到达的情况 { p=p->pNext;//用q来接收最先到达的,用p来遍历 while(p! =NULL) { if(p->s_work.arrive_time q=p; p=p->pNext; } w_finish_time[i+1]=q->s_work.arrive_time+q->s_work.work_time; } } w_finish_time[i+1]=w_finish_time[i]+q->s_work.work_time; returnq; } voidshow(int*w_finish_time,inti,PNODEq,int*w_rel_time) { w_finish_time[i+1]=w_finish_time[i]+q->s_work.work_time; w_rel_time[i+1]=w_finish_time[i+1]-q->s_work.arrive_time; printf("第%d个系统执行的作业到达时间: %d",i+2,q->s_work.arrive_time); printf("编号是: %d",q->s_work.id); printf("服务时间是: %d\n",q->s_work.work_time); printf("完成时间是: %d",w_finish_time[i+1]); printf("周转时间是: %d\n",w_rel_time[i+1]); } voidshowmenu() { printf("**********************************\n"); printf("请选择你要执行的命令~: \n"); printf("1: 先来先服务算法\n"); printf("2: 短作业优先算法\n"); printf("3: 高响应比优先算法\n"); printf("0: 退出菜单\n"); printf("**********************************\n"); } voidHRRN() { intw_rel_time[10]; intw_finish_time[10]; floatrel_time=0; floatpriority;//计算优先权 srand(time(0)); inti; intj=0; PNODEpHead=(PNODE)malloc(sizeof(NODE)); if(NULL==pHead) { printf("分配失败,程序终止! \n"); exit(-1); } PNODEpTail=pHead; pTail->pNext=NULL;//定义该链表有头结点,且第一个节点初始化为空 for(i=0;i<10;i++)//定义了十个进程 { PNODEpNew=(PNODE)malloc(sizeof(NODE)); if(NULL==pNew) { printf("分配失败,程序终止! \n"); exit(-1); } pNew->s_work.id=rand()%100; pNew->s_work.arrive_time=rand()%10; pNew->s_work.work_time=rand()%10+1; pTail->pNext=pNew; pNew->pNext=NULL; pTail=pNew; } PNODEp=pHead->pNext;//p指向第一个节点 while(NULL! =p) { printf("第%d个作业的编号是: %d\t",j+1,p->s_work.id); printf("第%d个作业到达时间: %d\t",j+1,p->s_work.arrive_time); printf("第%d个作业服务时间: %d\t",j+1,p->s_work.work_time); printf("\n"); p=p->pNext; printf("\n"); j++; } p=pHead->pNext; PNODEq=p;//p,q都指向第一个节点 p=p->pNext; while(p! =NULL) { if(p->s_work.arrive_time q=p; p=p->pNext; } PNODEr=pHead->pNext;//r也指向第一个节点 intt=0;//记录所有节点数据域中到达时间最短且相等的个数 while(r! =NULL) { if(r->s_work.arrive_time==q->s_work.arrive_time) cnt++; r=r->pNext; } p=pHead->pNext; while(p! =NULL)//在相等到达时间的作业中找服务时间最短的作业 { if(cnt>1) { if(p->s_work.arrive_time==q->s_work.arrive_time) if(p->s_work.work_time q=p; p=p->pNext; } else p=NULL; }//确定q所指作业最先到达且服务时间最短 w_finish_time[0]=q->s_work.arrive_time+q->s_work.work_time; w_rel_time[0]=w_finish_time[0]-q->s_work.arrive_time; printf("第1个系统执行的作业到达时间: %d",q->s_work.arrive_time); printf("编号是: %d",q->s_work.id); printf("服务时间是: %d\n",q->s_work.work_time); printf("完成时间是: %d",w_finish_time[0]); printf("周转时间是: %d\n",w_rel_time[0]); p=pHead;//寻找q的前一个节点,方便删掉q节点 while(p->pNext! =q) { p=p->pNext; } p->pNext=q->pNext; free(q); q=NULL;//已经找到并执行第一个进程,执行完之后又将其删除了 for(i=0;i<9&&! Is_empty(pHead);i++) { printf("现在系统还剩%d个作业! \n",cnt_work(pHead)); do_work_1(pHead,w_finish_time,i); q=priorit(
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