各类作业调度算法.doc

实验二 作业调度实验一. 目的要求：用高级语言编写和调试一个或多个作业调度的模拟程序,以加深对作业调度算法的理解.  二. 例题：为单道批处理系统设计一个作业调度程序. 由于在单道批处理系统中,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,它所占用的 CPU时限等因素. 作业调度算法：采用先来先服务FCFS调度算法,即按作业提交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. 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. 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. 各个等待的作业按照提交时刻的先后次序排队,总是首先调度等待队列中队首的作业. 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. 调度算法的流程图如下图所示.三 . 实习题：1、编写并调试一个单道处理系统的作业等待模拟程序. 作业等待算法：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. 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,以与这组作业的平均周转时间与带权平均周转时间,以比较各种算法的优缺点.  2、编写并调度一个多道程序系统的作业调度模拟程序. 作业调度算法：采用基于先来先服务的调度算法.可以参考课本中的方法进行设计. 对于多道程序系统,要假定系统中具有的各种资源与数量、调度作业时必须考虑到每个作业的资源要求.3、编写并调试一个多道程序系统的作业调度模拟程序. 作业调度算法：采用基于优先级的作业调度. 可以参考课本中的例子自行设计. 三 . 实验过程：1、编写并调试一个单道处理系统的作业等待模拟程序.先来先服务FCFS：main.cpp:/*先来先服作业调度算法模拟*/#include <string>#include <iostream>#define MAX_SOURCE 1000 /资源总数对于单通道的作业调度可以忽略系统资源问题using namespace std;struct jobCB string name; double subtime;/提交时间 double runtime;/运行时间 double source;/资源 char state;/进程状态 struct jobCB *next; /链指针*ready,*rail,*p;int length;double maxsource;double now_source;double allTi;/总周转时间double allWi;/总带权周转时间double time;/时钟void init<> time=0; length=0; allTi=0; allWi=0; maxsource=MAX_SOURCE; now_source=0; rail=ready=p=NULL;void destroy<>maxsource+=p->source;/释放资源 time+=p->runtime; p->state='f' delete p;void running<> p->state='r' double Tc = time+ p->runtime;/完成时刻 double Ti = Tc - p->subtime;/周转时间 double Wi = Ti/p->runtime;/带权周转时间 cout<<"n作业"<<p->name<<"信息："<<endl; cout<<"n录入时间 运行时间 开始运行的时刻 完成时刻 周转时间 带权周转时间"<<endl; cout<<"n"<<p->subtime<<"t "<<p->runtime<<"t "<<time<<" t"<<Tc<<"t "<<Ti<<" t"<<Wi<<endl; allTi+=Ti; allWi+=Wi; destroy<>void display<> cout<<"n-"<<endl; for<int i=0; i< length; i+> p = ready; ready = ready->next; p->state = 'r' running<> cout<<"n-"<<endl;void in_queue<> now_source+=p->source;/分配资源给作业 if<maxsource>=now_source> if<ready=NULL> ready=rail=p; else rail->next=p; rail=p; length +; else now_source-=p->source;/回退 cout<<"没有足够资源！"<<endl; return; void input<> int n; cout<<" -先来先服作业调度算法模拟-"<<endl; cout<<"请输入作业数: "<<endl; cin>>n; for<int i = 0; i < n; i+> p = new jobCB; cout<<"当前作业录入时间："<<time; cout<<"n请输入作业名: " cin>>p->name; cout<<"n请输入作业所需的运行时间: " cin>>p->runtime; cout<<"n请输入作业所需的资源: " cin>>p->source; p->state = 'w' p->subtime = time; time+; p->next = NULL; in_queue<> int main<> init<> input<> display<> cout<<"n这组作业的平均周转时间为: "<<allTi / length<<endl; cout<<"n这组作业的带权平均周转时间为: "<<allWi / length<<endl; return 0;程序测试运行结果在附件里短作业优先SJF:main.cpp:/*短作业优先作业调度算法模拟*/#include <string>#include <iostream>#define MAX_SOURCE 1000using namespace std;struct jobCB string name; double subtime;/提交时间 double runtime;/运行时间 double source;/资源 char state;/进程状态 struct jobCB *next; /链指针*ready,*rail,*p;int length;double maxsource; /资源总数,对于单通道作业调度,资源部分可以去掉由于当时写多道时是在单道上直接修改的,所以这里多道部分仍然在double now_source; /当前资源double allTi;/总周转时间double allWi;/总带权周转时间double time;/时钟void init<>time=0;length=0;allTi=0;allWi=0;maxsource=MAX_SOURCE;now_source=0;rail=ready=p=NULL;void destroy<>Maxsource+=p->source;/释放资源 time+=p->runtime; p->state='f' delete p;void running<> p->state='r' double Tc = time+ p->runtime;/完成时刻 double Ti = Tc - p->subtime;/周转时间 double Wi = Ti/p->runtime;/带权周转时间 cout<<"n作业"<<p->name<<"信息："<<endl; cout<<"n录入时间 运行时间 开始运行的时刻 完成时刻 周转时间 带权周转时间"<<endl; cout<<"n"<<p->subtime<<"t "<<p->runtime<<"t "<<time<<" t"<<Tc<<"t "<<Ti<<" t"<<Wi<<endl; allTi+=Ti; allWi+=Wi; destroy<>void display<> cout<<"n-"<<endl; for<int i=0; i< length; i+> p = ready; ready = ready->next; p->state = 'r' running<> cout<<"n-"<<endl;void in_queue<> int flag=0;now_source+=p->source;/分配资源给作业 jobCB *q1,*q2; if<maxsource>=now_source> if<ready=NULL> ready=rail=p; else if<p->runtime<ready->runtime> p->next=ready; ready=p; else q1=ready; q2=ready->next; while<q2!=NULL> if<q2->runtime>p->runtime> p->next=q2; q1->next=p; flag=1; q1=q2; q2=q2->next; if<flag=0> q1->next=p; length +; else now_source-=p->source;/回退 cout<<"没有足够资源！"<<endl; return; void input<> int n; cout<<" -短作业优先作业调度算法模拟-"<<endl; cout<<"请输入作业数: "<<endl; cin>>n; for<int i = 0; i < n; i+> p = new jobCB; cout<<"当前作业录入时间："<<time; cout<<"n请输入作业名: " cin>>p->name; cout<<"n请输入作业所需的运行时间: " cin>>p->runtime; cout<<"n请输入作业所需的资源: " cin>>p->source; p->state = 'w' p->subtime = time; time+; p->next = NULL; in_queue<> int main<> init<> input<> display<> cout<<"n这组作业的平均周转时间为: "<<allTi / length<<endl; cout<<"n这组作业的带权平均周转时间为: "<<allWi / length<<endl; return 0;程序测试运行结果在附件里响应比高者优先HRN：main.cpp:/*响应比高优先作业调度算法模拟*/#include <string>#include <iostream>#include <list>#define MAX_SOURCE 1000using namespace std;struct jobCB string name; double subtime;/提交时间 double runtime;/运行时间 double source;/资源 char state;/进程状态 struct jobCB *next; /链指针*p;list <jobCB*> jobqueue; /声明作业调度队列,使用STL标准模板库的listlist <jobCB*> :iterator it;int length;double maxsource;double now_source;double allTi;/总周转时间double allWi;/总带权周转时间double time;/时钟double inputfinishtime;/输入结束时间void init<> time=0; length=0; allTi=0; allWi=0; inputfinishtime=0; maxsource=MAX_SOURCE; now_source=0; p=NULL;void destroy<> maxsource+=p->source; time+=p->runtime; p->state='f'void running<> p->state='r' double Tc = time+ p->runtime;/完成时刻 double Ti = Tc - p->subtime;/周转时间 double Wi = Ti/p->runtime;/带权周转时间 cout<<"n作业"<<p->name<<"信息："<<endl; cout<<"n录入时间 运行时间 开始运行的时刻 完成时刻 周转时间 带权周转时间 响应比"<<endl; cout<<"n"<<p->subtime<<"t "<<p->runtime<<"t "<<time<<" t"<<Tc<<"t "<<Ti<<" t"<<Wi<<" t"<<<inputfinishtime-p->subtime>/p->runtime+1<<endl; allTi+=Ti; allWi+=Wi; destroy<>void display<> cout<<"n-"<<endl; for<int i=0; i< length; i+> p=jobqueue.front<>/取出队首元素 jobqueue.pop_front<>/出队 p->state = 'r' running<> cout<<"n-"<<endl;void in_queue<>/按所有作业到达后再计算响应比即固定优先比,所有作业都提交完成的时间是n*提交单个作业时间1 now_source+=p->source;/分配资源给作业 if<maxsource>=now_source> jobqueue.push_back<p> length +; else now_source-=p->source;/回退 cout<<"没有足够资源！"<<endl; return; double makeout_ResR<jobCB *p>/算出响应比,因为优先比是waittime/runtime+1,所以这里直接比较waittime/runtime-><inputfinishtime-subtime>/runtime /cout<<<inputfinishtime-p->subtime>/p->runtime<<" t" return <inputfinishtime-p->subtime>/p->runtime;bool pare<jobCB *first,jobCB *second> /用于list排序的pare函数 if<makeout_ResR<first>>makeout_ResR<second>> return true; else return false;void input<> int n; cout<<" -响应比优先作业调度算法模拟-"<<endl; cout<<"请输入作业数: "<<endl; cin>>n; inputfinishtime=n*1; for<int i = 0; i < n; i+> p = new jobCB; cout<<"当前作业录入时间："<<time; cout<<"n请输入作业名: " cin>>p->name; cout<<"n请输入作业所需的运行时间: " cin>>p->runtime; cout<<"n请输入作业所需的资源: " cin>>p->source; p->state = 'w' p->subtime = time; time+; p->next = NULL; in_queue<> jobqueue.sort<pare>int main<> init<> input<> display<> cout<<"n这组作业的平均周转时间为: "<<allTi / length<<endl; cout<<"n这组作业的带权平均周转时间为: "<<allWi / length<<endl; return 0;程序测试运行结果在附件里2、编写并调度一个多道程序系统的作业调度模拟程序.采用基于先来先服务的调度算法：程序源码在1中已粘贴,1中不需要用到source部分3、编写并调试一个多道程序系统的作业调度模拟程序. 作业调度算法：采用基于优先级的作业调度.main.cpp:/*短作业优先作业调度算法模拟*/#include <string>#include <iostream>#define MAX_SOURCE 1000using namespace std;struct jobCB string name; double subtime;/提交时间 double runtime;/运行时间 double source;/资源int priority;/优先级 char state;/进程状态 struct jobCB *next; /链指针*ready,*rail,*p;int length;double maxsource;double now_source;double allTi;/总周转时间double allWi;/总带权周转时间double time;/时钟void init<> time=0; length=0; allTi=0; allWi=0; maxsource=MAX_SOURCE; now_source=0; rail=ready=p=NULL;void destroy<> maxsource+=p->source; time+=p->runtime; p->state='f' delete p;void running<> p->state='r' double Tc = time+ p->runtime;/完成时刻 double Ti = Tc - p->subtime;/周转时间 double Wi = Ti/p->runtime;/带权周转时间 cout<<"n作业"<<p->name<<"信息："<<endl; cout<<"n录入时间 运行时间 开始运行的时刻 完成时刻 周转时间 带权周转时间 优先级"<<endl; cout<<"n"<<p->subtime<<"t "<<p->runtime<<"t "<<time<<" t"<<Tc<<"t "<<Ti<<" t"<<Wi<<" t"<<p->priority<<endl; allTi+=Ti; allWi+=Wi; destroy<>void display<> cout<<"n-"<<endl; for<int i=0; i< length; i+> p = ready; ready = ready->next; p->state = 'r' running<> cout<<"n-"<<endl;void in_queue<> int flag=0; now_source+=p->source;/分配资源给作业 jobCB *q1,*q2; if<maxsource>=now_source> if<ready=NULL> ready=rail=p; else if<p->priority>ready->priority> p->next=ready; ready=p; else q1=ready; q2=ready->next; while<q2!=NULL> if<q2->priority<p->priority> p->next=q2; q1->next=p; flag=1; q1=q2; q2=q2->next; if<flag=0> q1->next=p; length +; else now_source-=p->source;/回退 cout<<"没有足够资源！"<<endl; return; void input<> int n; cout<<" -多道优先权作业调度算法模拟-"<<endl; cout<<"请输入作业数: "<<endl; cin>>n; for<int i = 0; i < n; i+> p = new jobCB; cout<<"当前作业录入时间："<<time; cout<<"n请输入作业名: " cin>>p->name; cout<<"n请输入作业所需的运行时间: " cin>>p->runtime;cout<<"n请输入作业所需的资源: " cin>>p->source;cout<<"n请输入作业优先级: " cin>>p->priority; p->state = 'w' p->subtime = time; time+; p->next = NULL; in_queue<> int main<> init<> input<> display<> cout<<"n这组作业的平均周转时间为: "<<allTi / length<<endl; cout<<"n这组作业的带权平均周转时间为: "<<allWi / length<<endl; return 0;程序测试运行结果在附件里15 / 15