进程调度算法；先来先服务调度算法、短作业优先调度算法、时间片轮转调度算法

一、  实验目的和要求

1.  了解进程调度算法的特点

2.  掌握进程调度算法，如先来先服务调度算法（first come first served,FCFS）、短作业优先调度算法（shotjob first,SJF）、时间片轮转调度算法。

 

二、    实验内容

设计模拟实现FCFS、SJF、时间片轮转调度算法的C语言程序

1.  FCFS算法：按照作业/进程进入队列的先后顺序进行挑选，先进入的将先进行后续步骤的处理。

2.  SJF算法：以进入系统的作业所要求的CPU运行时间的长短为挑选依据，优先选取预计所需服务时间最短的作业进行调度，可以分别用于高级调度和低级调度。

3.  时间片轮转算法：将所有的就绪进程按先来先服务的原则排成一个队列，每次调度时，把处理机分配给队首进程，并令其执行一个时间片。

 

三、  实验步骤

1.  使用C++语言编译程序。

2.  完成算法代码。

3.  运行程序，算出结果。

 

四、     实验源程序

代码：

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#define MAX 1111

const double Max = 11111.0;

using namespace std;

typedef struct FCFS

{

    int mark;

    string name;

    doublearrivetime;

    doubleservetime;

    doublestarttime;

    doublefinishtime;

    doubleroundtime;

    doubledaiquantime;

    bool operator< (const FCFS &a)const{

        returnarrivetime > a.arrivetime;

    }

}FCFS;

 

typedef struct SJF

{

    int mark;

    string name;

    doublearrivetime;

    doubleservetime;

    doublestarttime;

    doublefinishtime;

    doubleroundtime;

    doubledaiquantime;

    bool operator< (const SJF &a)const{

        returnservetime > a.servetime;

    }

}SJF;

 

typedef struct RDRN

{

    int mark;

    bool flag =true;

    string name;

    double Count =0.0;

    doublearrivetime;

    doubleservetime;

    doublestarttime;

    doublefinishtime;

    doubleroundtime;

    doubledaiquantime;

    double running= 0.0;

    bool operator< (const RDRN &a)const{

        returnCount > a.Count;

    }

}RDRN;

 

 

void FCFS_arithmetic()

{

    FCFS f[MAX];

    FCFS ff;

    int n;

    doubleaveragedaiquantime = 0.0;

   priority_queue q1;

    printf("请输入作业数(整数)\n");

   scanf("%d",&n);

    printf("请输入n组数据,每组数据包括作业名字(字符串)、作业到达时间(浮点数)、作业服务时间(浮点数)(每组数据的给元素之间用空格隔开!):\n");

    for(int i=0;i

        f[i].mark =i;

       cin>>f[i].name;

        scanf("%lf%lf",&f[i].arrivetime,&f[i].servetime);

       q1.push(f[i]);

    }

    doublestarttime = 0.0;

    ff = q1.top();

    q1.pop();

   f[ff.mark].starttime = ff.arrivetime;

   f[ff.mark].finishtime = f[ff.mark].starttime + ff.servetime;

   f[ff.mark].roundtime = f[ff.mark].finishtime - f[ff.mark].arrivetime;

   f[ff.mark].daiquantime = f[ff.mark].roundtime / f[ff.mark].servetime;

    starttime =f[ff.mark].finishtime;

    printf("先来先服务调度算法的作用时间表:\n\n");

    printf("作业名字 到达时间 服务时间 开始时间 完成时间 周转时间 带权周转时间\n");

   cout<<"  "<

printf("%10.2f %8.2f %8.2f %8.2f %8.2f%8.2f\n",f[ff.mark].arrivetime,f[ff.mark].servetime,f[ff.mark].starttime,f[ff.mark].finishtime,f[ff.mark].roundtime,f[ff.mark].daiquantime);

   while(!q1.empty()){

        ff =q1.top();

        q1.pop();

       f[ff.mark].starttime = starttime;

       f[ff.mark].finishtime = f[ff.mark].starttime + ff.servetime;

       f[ff.mark].roundtime = f[ff.mark].finishtime - f[ff.mark].arrivetime;

       f[ff.mark].daiquantime = f[ff.mark].roundtime / f[ff.mark].servetime;

       averagedaiquantime += f[ff.mark].daiquantime;

        starttime =f[ff.mark].finishtime;

       cout<<"  "<

printf("%10.2f %8.2f %8.2f %8.2f %8.2f%8.2f\n",f[ff.mark].arrivetime,f[ff.mark].servetime,f[ff.mark].starttime,f[ff.mark].finishtime,f[ff.mark].roundtime,f[ff.mark].daiquantime);

    }

    printf("\n平均代权周转时间:\n");

   printf("%.2f\n",averagedaiquantime/n);

}

 

void SJF_arithmetic()

{

    SJF f[MAX];

    SJF ff;

    int n;

    doublestarttime = Max;

    doubleaveragedaiquantime = 0.0;

   priority_queue q1;

    printf("请输入作业数(整数)\n");

   scanf("%d",&n);

    printf("请输入n组数据,每组数据包括作业名字(字符串)、作业到达时间(浮点数)、作业服务时间(浮点数)(每组数据的给元素之间用空格隔开!):\n");

    for(int i=0;i

        f[i].mark =i;

       cin>>f[i].name;

       scanf("%lf %lf",&f[i].arrivetime,&f[i].servetime);

       if(f[i].arrivetime < starttime) starttime = f[i].arrivetime;

       q1.push(f[i]);

    }

    printf("短作业优先调度算法的作用时间表:\n\n");

    int cnt = 0;

   while(!q1.empty()){

        SJFtemp[MAX];

        ff =q1.top();

        q1.pop();

       if(f[ff.mark].arrivetime <= starttime){

            for(inti=0; i

            cnt =0;

           f[ff.mark].starttime = starttime;

           f[ff.mark].finishtime = f[ff.mark].starttime + ff.servetime;

           f[ff.mark].roundtime = f[ff.mark].finishtime - f[ff.mark].arrivetime;

           f[ff.mark].daiquantime = f[ff.mark].roundtime / f[ff.mark].servetime;

           averagedaiquantime += f[ff.mark].daiquantime;

           starttime = f[ff.mark].finishtime;

        }

        elsetemp[cnt++] = ff;

    }

    printf("作业名字 到达时间 服务时间 开始时间 完成时间 周转时间 带权周转时间\n");

    for(int i=0;i

       cout<<"  "<

       printf("%10.2f %8.2f %8.2f %8.2f %8.2f%8.2f\n",f[i].arrivetime,f[i].servetime,f[i].starttime,f[i].finishtime,f[i].roundtime,f[i].daiquantime);

    }

    printf("\n平均代权周转时间:\n");

   printf("%.2f\n",averagedaiquantime/n);

}

 

void RDRN_arithmetic()

{

    doubletimeslice;

    RDRN f[MAX];

    RDRN temp[MAX];

    int cnt = 0;

    RDRN ff;

    int n;

    doubleaveragedaiquantime = 0.0;

   priority_queue q1;

    printf("请输入作业数和时间片长度(作业数为整数，时间片长度可为浮点数，中间用空格隔开!):\n");

    scanf("%d%lf",&n,×lice);

    int tot = n;

    printf("请输入n组数据,每组数据包括作业名字(字符串)、作业到达时间(浮点数)、作业服务时间(浮点数)(每组数据的给元素之间用空格隔开!):\n");

    for(int i=0;i

        f[i].mark =i;

       cin>>f[i].name;

       scanf("%lf %lf",&f[i].arrivetime,&f[i].servetime);

        f[i].Count= f[i].arrivetime;

       q1.push(f[i]);

    }

    double clock =q1.top().arrivetime;

    int t = 0;

    while(t != n){

        ff =q1.top();

       if(f[ff.mark].arrivetime <= clock && tot-- > 0){

           q1.pop();

           if(f[ff.mark].flag){

               f[ff.mark].starttime = clock;

               f[ff.mark].flag = false;

            }

 

           if(f[ff.mark].running != f[ff.mark].servetime){

               double newtime = f[ff.mark].servetime - f[ff.mark].running;

               if(newtime >= timeslice){

                   clock += timeslice;

                   f[ff.mark].running += timeslice;

                   f[ff.mark].Count += timeslice;

                }

               else{

                   clock += newtime;

                   f[ff.mark].running += newtime;

                   f[ff.mark].Count += newtime;

                }

               if(f[ff.mark].running != f[ff.mark].servetime) temp[cnt++] = f[ff.mark];

            }

 

           if(f[ff.mark].running == f[ff.mark].servetime){

               t++;

               f[ff.mark].finishtime = clock;

               f[ff.mark].roundtime = f[ff.mark].finishtime - f[ff.mark].arrivetime;

               f[ff.mark].daiquantime = f[ff.mark].roundtime / f[ff.mark].servetime;

               averagedaiquantime += f[ff.mark].daiquantime;

            }

        }

 

        else{

            for(inti=0; i

            cnt =0;

            tot =q1.size();

        }

    }

 

    printf("时间轮转调度算法的作用时间表:\n\n");

    printf("作业名字 到达时间 服务时间 开始时间 完成时间 周转时间 带权周转时间\n");

    for(int i=0;i

       cout<<"  "<

printf("%10.2f %8.2f %8.2f %8.2f %8.2f %8.2f\n",f[i].arrivetime,f[i].servetime,f[i].starttime,f[i].finishtime,f[i].roundtime,f[i].daiquantime);

    }

    printf("\n平均代权周转时间:\n");

   printf("%.2f\n",averagedaiquantime/n);

}

 

int main()

{

   printf("********************************************************欢迎您！***********************************************************\n");

    int ca = 0;

    do{

       printf("\n请选择调度算法或结束程序:\n");

       printf("0、结束程序\n1、先来先服务\n2、短作业优先\n3、时间片轮转\n");

       scanf("%d",&ca);

        if(ca == 1)FCFS_arithmetic();

        if(ca == 2)SJF_arithmetic();

        if(ca == 3) RDRN_arithmetic();

    }while(ca);

    return 0;

}

 

五、  实验结果

先来先服务调度算法：

短作业优先调度算法：

 

时间片轮转调度算法：