实验三

Posted 2020-07-20

一、实验目的

用高级语言完成一个进程调度程序，以加深对进程的概念及进程调度算法的理解。

二、实验要求

设计一个有 N个进程并发执行的进程调度模拟程序。

1.模拟进程数据的生成

允许用户指定作业的个数（2-24），默认值为5。

允许用户选择输入每个进程的到达时间，所需运行时间，进程的运行时间以时间片为单位。

2. 模拟调度程序的功能

2.1 按照模拟数据的到达时间和所需运行时间，能分别执行以下调度算法。

FCFS     SJ      HRRN       RR

2.2 显示每种算法下各进程的调度执行顺序。

2.3计算各进程的开始执行时间，各作业的完成时间，周转时间和带权周转时间（周转系数）。

2.4模拟数据结果分析：对同一组模拟数据，比较各算法的平均周转时间，周转系数。

三、实验说明

1)  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。

4)  时间片轮转（RR）调度算法：调度程序每次把CPU分配给就绪队列首进程使用一个时间片，就绪队列中的每个进程轮流地运行一个时间片。当这个时间片结束时，强迫一个进程让出处理器，让它排列到就绪队列的尾部，等候下一轮调度。

四、实验环境

可以选用Turbo C作为开发环境。也可以选用Windows下的VB，CB等可视化环境，利用各种控件较为方便。自主选择实验环境。

五、程序代码

1. #include"stdio.h"
2. #define bool char
3. #define true 1
4. #define false 0
5. #define N 50
6. int n;
7. int sj;
8. typedef struct gzuo{
9. int id; //进程名字
10. int dt; //到达时刻
11. int st; //服务时间
12. int wct; //完成时刻
13. int yxj; //优先级
14. int st2; //标志是否完成
15. float zt; //周转时间
16. float dczt; //带权周转时间
17. }Gzuo;
18. Gzuo a[N];
19. void input(Gzuo a[])
20. {
21. int i;
22. printf("请输入进程个数：");
23. scanf("%d",&n);
24. for(i=0;i<n;i++)
25. {
26. a[i].id=i+1;
27. printf("\\t到达时间： ");
28. scanf("%d",&a[i].dt);
29. printf("\\t服务时间：");
30. scanf("%d",&a[i].st);
31. a[i].st2 = a[i].st;
32. printf("\\n");
33. }
34. printf("\\t请输入时间片大小(0<sjp):\\t");
35. scanf("%d",&sj);
36. }
38. void sjp(Gzuo a[],int sj)//时间片轮转调度
39. {
40. int i,j,min,time;
41. float sum1,sum2;
42. bool flag=true;
43. for(j=n-1;j>=0;j--)
44. {
45. for(i=0;i<j;i++)
46. {
47. if(a[i].dt>a[i+1].dt)
48. {
49. min=a[i].dt;
50. a[i].dt=a[i+1].dt;
51. a[i+1].dt=min;
52. min=a[i].st;
53. a[i].st=a[i+1].st;
54. a[i+1].st=min;
55. min=a[i].st2;
56. a[i].st2=a[i+1].st2;
57. a[i+1].st2=min;
58. min=a[i].id;
59. a[i].id=a[i+1].id;
60. a[i+1].id=min;
61. }
62. }
63. }
64. time = a[0].dt;
65. min = 0;
66. while(min<n)
67. {
68. flag=true;
69. for(i=0;i<n;i++)
70. {
71. if(a[i].st2>0&&a[i].dt<=time)
72. flag=false;
73. }
74. for(i=0;i<n;i++)
75. {
76. if(a[i].st2 > 0 )
77. {
78. if(a[i].dt<=time)
79. {
80. a[i].st2 = a[i].st2 - sj;
81. time = time + sj;
82. if(a[i].st2<=0)
83. {
84. a[i].wct = time + a[i].st2;
85. a[i].zt=(float)(a[i].wct-a[i].dt);
86. a[i].dczt=a[i].zt/a[i].st;
87. min++;
88. }
89. }else if(flag)
90. {
91. for(i=0;i<n;i++)
92. {
93. if(a[i].st2>0&&a[i].dt>time)
94. {
95. time = a[i].dt;
96. break;
97. }
98. }
99. }
100. }
101. }
102. }
103. printf("\\n进程：到达时间\\t服务时间\\t完成时间\\t周转时间\\t带权周转时间\\n");
104. sum1=0;
105. sum2=0;
106. for(j=0;j<n;j++)
107. {
108. for(i=0;i<n;i++)
109. if(a[i].id==j+1)
110. {
111. printf("%d： %d\\t\\t%d\\t\\t%d\\t\\t%.0f\\t\\t%.2f\\n",a[i].id,a[i].dt,a[i].st,a[i].wct,a[i].zt,a[i].dczt);
112. sum1+=a[i].zt;
113. sum2+=a[i].dczt;
114. }
115. }
116. printf("*********************************************************************\\n");
117. }
118. void fcfs(Gzuo a[])//先到先服务调度
119. {
120. int i,j,min;
121. float sum1,sum2;
122. for(j=n-1;j>=0;j--)
123. {
124. for(i=0;i<j;i++)
125. {
126. if(a[i].dt>a[i+1].dt)
127. {
128. min=a[i].dt;
129. a[i].dt=a[i+1].dt;
130. a[i+1].dt=min;
131. min=a[i].st;
132. a[i].st=a[i+1].st;
133. a[i+1].st=min;
134. min=a[i].id;
135. a[i].id=a[i+1].id;
136. a[i+1].id=min;
137. }
138. }
139. }
140. a[0].wct=a[0].st+a[0].dt;
141. a[0].zt=(float)a[0].st;
142. a[0].dczt=a[0].zt/a[0].st;
143. for(i=1;i<n;i++)
144. {
145. if(a[i].dt>a[i-1].wct)
146. {
147. a[i].wct=a[i].dt+a[i].st;
148. a[i].zt=(float)a[i].st;
149. a[i].dczt=a[i].zt/a[i].st;
150. }
151. else
152. {
153. a[i].wct=a[i-1].wct+a[i].st;
154. a[i].zt=(float)(a[i].wct-a[i].dt);
155. a[i].dczt=a[i].zt/a[i].st;
156. }
157. }
158. printf("\\n进程：到达时间\\t服务时间\\t完成时间\\t周转时间\\t带权周转时间\\n");
159. sum1=0;
160. sum2=0;
161. for(j=0;j<n;j++)
162. {
163. for(i=0;i<n;i++)
164. if(a[i].id==j+1)
165. {
166. printf("%d： %d\\t\\t%d\\t\\t%d\\t\\t%.0f\\t\\t%.2f\\n",a[i].id,a[i].dt,a[i].st,a[i].wct,a[i].zt,a[i].dczt);
167. sum1+=a[i].zt;
168. sum2+=a[i].dczt;
169. }
170. }
171. printf("*********************************************************************\\n");
172. }
173. void sjf(Gzuo a[])//短作业优先调度
174. {
175. int i,j,min;
176. int b=0,z;
177. float sum1,sum2;
179. min=a[0].dt;
180. for(j=n-1;j>=0;j--)
181. {
182. for(i=0;i<j;i++)
183. {
184. if(a[i].dt>a[i+1].dt)
185. {
186. min=a[i].dt;
187. a[i].dt=a[i+1].dt;
188. a[i+1].dt=min;
189. min=a[i].st;
190. a[i].st=a[i+1].st;
191. a[i+1].st=min;
192. min=a[i].id;
193. a[i].id=a[i+1].id;
194. a[i+1].id=min;
195. }
196. if(a[i].dt==a[i+1].dt&&a[i].st>a[i+1].st)
197. {
198. min=a[i].dt;
199. a[i].dt=a[i+1].dt;
200. a[i+1].dt=min;
201. min=a[i].st;
202. a[i].st=a[i+1].st;
203. a[i+1].st=min;
204. min=a[i].id;
205. a[i].id=a[i+1].id;
206. a[i+1].id=min;
207. }
208. }
209. }
210. a[0].wct=a[0].st+a[0].dt;
211. a[0].zt=(float)a[0].st;
212. a[0].dczt=a[0].zt/a[0].st;
213. for(i=1;i<n;i++)
214. {
215. if(a[i].dt>a[0].wct);
216. else
217. b=b+1;
218. }
219. for(j=b-1;j>=1;j--)
220. {
221. for(i=1;i<j;i++)
222. {
223. if(a[i].st>a[i+1].st)
224. {
225. min=a[i].dt;
226. a[i].dt=a[i+1].dt;
227. a[i+1].dt=min;
228. min=a[i].st;
229. a[i].st=a[i+1].st;
230. a[i+1].st=min;
231. min=a[i].id;
232. a[i].id=a[i+1].id;
233. a[i+1].id=min;
234. }
235. }
236. }
237. for(i=1;i<n;i++)
238. {
239. if(a[i].dt>a[i-1].wct)
240. {
241. a[i].wct=a[i].dt+a[i].st;
242. a[i].zt=(float)a[i].st;
243. a[i].dczt=a[i].zt/a[i].st;
244. }
245. else
246. {
247. a[i].wct=a[i-1].wct+a[i].st;
248. a[i].zt=(float)(a[i].wct-a[i].dt);
249. a[i].dczt=a[i].zt/a[i].st;
250. }
251. for(j=i+1,b=j;j<n;j++)
252. {
253. if(a[j].dt>a[i].wct);
254. else
255. b=b+1;
256. }
257. for(j=b-1;j>=i;j--)
258. {
259. for(z=i;z<j;z++)
260. {
261. if(a[z].st>a[z+1].st)
262. {
263. min=a[z].dt;
264. a[z].dt=a[z+1].dt;
265. a[z+1].dt=min;
266. min=a[z].st;
267. a[z].st=a[z+1].st;
268. a[z+1].st=min;
269. min=a[i].id;
270. a[i].id=a[i+1].id;
271. a[i+1].id=min;
272. }
273. }
274. }
275. }
276. printf("\\n进程：到达时间\\t服务时间\\t完成时间\\t周转时间\\t带权周转时间\\n");
277. sum1=0;
278. sum2=0;
279. for(j=0;j<n;j++)
280. {
281. for(i=0;i<n;i++)
282. if(a[i].id==j+1)
283. {
284. printf("%d： %d\\t\\t%d\\t\\t%d\\t\\t%.0f\\t\\t%.2f\\n",a[i].id,a[i].dt,a[i].st,a[i].wct,a[i].zt,a[i].dczt);
285. sum1+=a[i].zt;
286. sum2+=a[i].dczt;
287. }
288. }
289. printf("**************************************************************************\\n");
290. }
291. void yxj(Gzuo a[])//优先级优先调度
292. {
293. int i,j,min;
294. int b=0,z;
295. float sum1,sum2;
296. min=a[0].dt;
297. for(j=n-1;j>=0;j--)
298. {
299. for(i=0;i<j;i++)
300. {
301. if(a[i].dt>a[i+1].dt)
302. {
303. min=a[i].dt;
304. a[i].dt=a[i+1].dt;
305. a[i+1].dt=min;
306. min=a[i].st;
307. a[i].st=a[i+1].st;
308. a[i+1].st=min;
309. min=a[i].id;
310. a[i].id=a[i+1].id;
311. a[i+1].id=min;
312. min=a[i].yxj;
313. a[i].yxj=a[i+1].yxj;
314. a[i+1].yxj=min;
315. }
316. if(a[i].dt==a[i+1].dt&&a[i].yxj<a[i+1].yxj)
317. {
318. min=a[i].dt;
319. a[i].dt=a[i+1].dt;
320. a[i+1].dt=min;
321. min=a[i].st;
322. a[i].st=a[i+1].st;
323. a[i+1].st=min;
324. min=a[i].id;
325. a[i].id=a[i+1].id;
326. a[i+1].id=min;
327. min=a[i].yxj;
328. a[i].yxj=a[i+1].yxj;
329. a[i+1].yxj=min;
330. }
331. }
332. }
333. a[0].wct=a[0].st+a[0].dt;
334. a[0].zt=(float)a[0].st;
335. a[0].dczt=a[0].zt/a[0].st;
336. for(i=1;i<n;i++)
337. {
338. if(a[i].dt>a[0].wct);
339. else b++;
340. }
341. for(j=b-1;j>=1;j--)
342. {
343. for(i=1;i<j;i++)
344. {
345. if(a[i].yxj<a[i+1].yxj) {
346. min=a[i].dt;
347. a[i].dt=a[i+1].dt;
348. a[i+1].dt=min;
349. min=a[i].st;
350. a[i].st=a[i+1].st;
351. a[i+1].st=min;
352. min=a[i].id;
353. a[i].id=a[i+1].id;
354. a[i+1].id=min;
355. min=a[i].yxj;
356. a[i].yxj=a[i+1].yxj;
357. a[i+1].yxj=min;
358. }
359. if(a[i].dt==a[i+1].dt&&a[i].yxj<a[i+1].yxj)
360. {
361. min=a[i].dt;
362. a[i].dt=a[i+1].dt;
363. a[i+1].dt=min;
364. min=a[i].st;
365. a[i].st=a[i+1].st;
366. a[i+1].st=min;
367. min=a[i].id;
368. a[i].id=a[i+1].id;
369. a[i+1].id=min;
370. min=a[i].yxj;
371. a[i].yxj=a[i+1].yxj;
372. }
373. }
374. }
375. a[0].wct=a[0].st+a[0].dt;
376. a[0].zt=(float)a[0].st;
377. a[0].dczt=a[0].zt/a[0].st;
378. for(i=1;i<n;i++)
379. {
380. if(a[i].dt>a[0].wct) ;
381. else b++;
382. }
383. for(j=b-1;j>=1;j--)
384. {
385. for(i=1;i<j;i++)
386. {
387. if(a[i].yxj<a[i+1].yxj)
388. {
389. min=a[i].dt;
390. a[i].dt=a[i+1].dt;
391. a[i+1].dt=min;
392. min=a[i].st;
393. a[i].st=a[i+1].st;
394. a[i+1].st=min;
395. min=a[i].id;
396. a[i].id=a[i+1].id;
397. a[i+1].id=min;
398. min=a[i].yxj;
399. a[i].yxj=a[i+1].yxj;
400. a[i+1].yxj=min;
401. }
402. }
403. }
404. for(i=1;i<n;i++)
405. {
406. if(a[i].dt>a[i-1].wct)
407. {
408. a[i].wct=a[i].dt+a[i].st;
409. a[i].zt=(float)a[i].st;
410. a[i].dczt=a[i].zt/a[i].st;
411. }
412. else
413. {
414. a[i].wct=a[i-1].wct+a[i].st;
415. a[i].zt=(float)(a[i].wct-a[i].dt);
416. a[i].dczt=a[i].zt/a[i].st;
417. }
418. for(j=i+1,b=j;j<n;j++)
419. {
420. if(a[j].dt>a[i].wct);
421. else b=b+1;
422. }
423. for(j=b-1;j>=i;j--)
424. {
425. for(z=i;z<j;z++)
426. {
427. if(a[z].yxj<a[z+1].yxj)
428. {
429. min=a[z].dt;
430. a[z].dt=a[z+1].dt;
431. a[z+1].dt=min;
432. min=a[z].st;
433. a[z].st=a[z+1].st;
434. a[z+1].st=min;
435. min=a[i].id;
436. a[i].id=a[i+1].id;
437. a[i+1].id=min;
438. }
439. }
440. }
441. }
442. printf("\\n进程：到达时间\\t服务时间\\t优先级\\t完成时间\\t周转时间\\t带权周转时间\\n");
443. sum1=0;
444. sum2=0;
445. for(j=0;j<n;j++)
446. {
447. for(i=0;i<n;i++)
448. if(a[i].id==j+1)
449. {
450. printf("%d：%d\\t\\t%d\\t\\t%d\\t\\t%d\\t\\t%.0f\\t%.2f\\n",a[i].id,a[i].dt,a[i].yxj,a[i].st,a[i].wct,a[i].zt,a[i].dczt);
451. sum1+=a[i].zt;
452. sum2+=a[i].dczt;
453. }
454. }
455. printf("*********************************************************************\\n");
456. }
457. void main()
458. {
459. int n;
460. input(a);
461. printf("以下是先到先服务调度：");
462. fcfs(a);
463. printf("以下是短作业优先调度：");
464. sjf(a);
465. printf("以下是时间片轮转法：");
466. sjp(a,sj);
467. printf("以下是优先级优先调度：");
468. yxj(a);
469. }

六、程序结果