实现FCFS和SJF调度算法

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

姓名：***

学号：541213460157

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。 【实验内容】

实现FCFS和SJF调度算法。

– 数据结构设计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<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b5E2RGbCAP <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项内容，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，不要求实现。

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： p1EanqFDPw 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。 DXDiTa9E3d 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编程语言：c++

编程环境：Visual C++ 6.0 程序代码： FCFS：

#include

using namespace std。 class Fcfs { private:

int num[10]。 //作业编号 double arriveTime[10]。 //到达时间

double startTime[10]。 //开始时间，进内存时间 double workTime[10]。 //工作时间 double finishTime[10]。 //完成时间

double cirTime[10]。 //存放每一个作业的周转时间 // double freeTime[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 jLBHrnAILg public:

Fcfs(int n> //n为作业数目 {

cout<<\"默认第一个作业的到达时间为0。\"< {

num[i]=i+1。 //给作业编号 cout<<\"第\"<>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> { }

else if(arriveTime[i]<=finishTime[i-1]>

startTime[i]=0。

finishTime[i]=workTime[i]。 //freeTime[i]=0。

//如果后一个作业已到，而前一个作业未结束 xHAQX74J0X

{

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LDAYtRyKfE

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

}

else if(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 Zzz6ZB2Ltk

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]。 }

//计算平均周转时间

double getAverageCir(int n> //n为作业数 { }

//打印输出

double averageCir,sumCir=0。 for(int i=0。i

sumCir+=cirTime[i]。 }

}

cirTime[i]=finishTime[i]-arriveTime[i]。

averageCir=sumCir/n。 return averageCir。

void print(int n> //n为作业数 {

cout<<\"num\\"<<\"arrive\\"<<\"start\\"<<\"work\\"<<\"finis

h\\"<<\"cir\\"< dvzfvkwMI1

cout<{

<\"\\"<}

}

cout<cout<<\"平均周转时间：\"<<}。 int main(> {

int n。 //n为作业数目 cout<<\"请输入作业数目：\"。 cin>>n。 Fcfs f=Fcfs(n>。 f.print(n>。

} SJF:

return 0。

#include using namespace std。 class SJF{ private:

int num[10]。 //作业编号

double arriveTime[10]。 //到达时间

double startTime[10]。 //开始时间，进内存时间 double workTime[10]。 //工作时间 double finishTime[10]。 //完成时间

double cirTime[10]。 //存放每一个作业的周转时间

public:

SJF(int n> //n为作业数目 {

int i。

cout<<\"默认第一个作业的到达时间为0。\"< {

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(int j=1。j //i=当前作业数

目-1，这里不能用num[i]表示当前作业数 起泡排序法EmxvxOtOco

{

for (int k=1。k<=i-j。k++>

if(workTime[k]>workTime[k+1]>

{

double temp。 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]。

}

for(i=1。i //排序后计算各作业的开始、结

}

}

}

workTime[k+1]=temp。

束、周转时间

{

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

double getAverageCir(int n> //n为作业数 { }

//打印输出

void print(int n> //n为作业数 {

double averageCir,sumCir=0。 for(int i=0。i

sumCir+=cirTime[i]。

averageCir=sumCir/n。 return averageCir。

cout<<\"num\\"<<\"arrive\\"<<\"start\\"<<\"work\\"<<\"finis

h\\"<<\"cir\\"<cout<for(int i=0。i {

<\"\\"< { }

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

cout<<\"-----短作业优先-----\"<>n。 SJF f=SJF(n>。 f.print(n>。 return 0。 }

}

cout<cout<<\"平均周转时间：\"<<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，意识到书写格式规范化及其重要性。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。kavU42VRUs 申明：

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