#include
#include
#include
#define TRUE 1
#define FALSE 0
//作业数组大小
#define LEN 5
/*
**
** 各种调度算法模拟仿真（链式存储的队列实现版）：
** 短作业优先调度算法 （SJF）、先来先服务调度算法 （FCFS）
** 时间片轮转调度算法 （RR） 、最高响应比调度算法（HRRN）
** Author:贾志洋
** version:1.0
** Create Time: 2020/4/05 22:09
** Modified Time:
*/
/*进程PCB结点结构体*/
typedef struct job
{
int PID; //进程的PID
int arrival_time; //进程到达系统时间
int require_time_slice; //要求服务时间
int used_time_slice; //已经使用的时间片(短作业优先用不到该值)
int ended_time; //进程完成时间 ，初始值为-1，表示进程未完成，如果该进程已经完成则>=0
int waited_time; //等待时间，等待时间=周转时间-要求服务时间
int cycle_time; //周转时间，周转时间=结束时间-到达时间
float weight_cycle_time; //带权周转时间，带权周转时间=周转时间/要求服务时间
struct job * next; //所在队列的下一个作业
}job;
/*作业队列的结构体*/
typedef struct linked_queue
{
job * front; //队头指向结点的指针
job * rear; //队尾指向结点的指针
int count; //队列当前长度
}linked_queue;
//作业数组全局变量
struct job job_array[LEN];
//后备队列
linked_queue * created_queue;
//就绪队列
linked_queue * ready_queue;
//完成队列
linked_queue * ended_queue;
//初始化作业数组的每个作业信息
void init_jobs();
//初始化各个队列
void init_queues();
//打印菜单
void print_menu();
//短作业优先调度算法 （SJF）
void sjf_jobs();
//先来先服务调度算法 （FCFS）
void fcfs_jobs();
//时间片轮转调度算法 （RR）
void rr_jobs(int q);
//最高响应比调度算法（HRRN）
void hrrn_jobs();
//打印输出所有作业的各种时间平均值
void print_average_value();
//作业出队列函数
job * de_queue(linked_queue * queue);
//返回队头作业（不出队）
job * peek_queue(linked_queue * queue);
//计算该作业的各种时间
void record_job_time(job * record_job);
//作业结点入队
void en_queue_node(linked_queue * queue,job * en_queue_pcb_node);
/*程序入口*/
int main()
{
//记录用户键盘输入的选择键
char user_opt;
while(1)
{
//初始化作业数组中每个作业
init_jobs();
//初始化各个队列
init_queues();
//打印菜单
print_menu();
scanf("%c", &user_opt);
getchar();
switch(user_opt)
{
case '1' :
sjf_jobs();
break;
case '2':
fcfs_jobs();
break;
case '3':
rr_jobs(1);
break;
case '4':
rr_jobs(4);
break;
case '5':
hrrn_jobs();
break;
case 'q':
exit(0);
break;
}
}
return 0;
}
void print_menu()
{
printf("\n======================\n");
printf("按1键SJF \n");
printf("按2键FCFS\n");
printf("按3键RR时间片轮转（q=1）\n");
printf("按3键RR时间片轮转（q=4）\n");
printf("按3键HRRN\n");
printf("按q键退出 \n");
printf("您的选择： \n");
printf("\n======================\n");
}
void init_jobs()
{
//根据题目要求的表格初始化每个进程的信息（也可以通过控制台输入）
job_array[0].PID = 0; job_array[0].require_time_slice = 3; job_array[0].arrival_time = 0; job_array[0].ended_time =-1; job_array[0].used_time_slice = 0;
job_array[1].PID = 1; job_array[1].require_time_slice = 6; job_array[1].arrival_time = 2; job_array[1].ended_time =-1; job_array[1].used_time_slice = 0;
job_array[2].PID = 2; job_array[2].require_time_slice = 4; job_array[2].arrival_time = 4; job_array[2].ended_time =-1; job_array[2].used_time_slice = 0;
job_array[3].PID = 3; job_array[3].require_time_slice = 5; job_array[3].arrival_time = 6; job_array[3].ended_time =-1; job_array[3].used_time_slice = 0;
job_array[4].PID = 4; job_array[4].require_time_slice = 2; job_array[4].arrival_time = 8; job_array[4].ended_time =-1; job_array[4].used_time_slice = 0;
}
void init_queues()
{
//释放原来的
free(created_queue);
free(ready_queue);
free(ended_queue);
//后备队列
created_queue = (linked_queue*)malloc(sizeof(linked_queue));
//初始化队列
created_queue->front = created_queue->rear = NULL;
//就绪队列
ready_queue = (linked_queue*)malloc(sizeof(linked_queue));
//初始化队列
ready_queue->front = ready_queue->rear = NULL;
//完成队列
ended_queue = (linked_queue*)malloc(sizeof(linked_queue));
//初始化队列
ended_queue->front = ended_queue->rear = NULL;
//将作业数组中所有作业放入后备队列
int i;
for(i=0;i en_queue_node(created_queue,&job_array[i]); } void record_job_time(job * record_job) { //计算该作业的各种时间 record_job->cycle_time = record_job->ended_time - record_job->arrival_time; record_job->waited_time = record_job->cycle_time - record_job->require_time_slice; record_job->weight_cycle_time = (float)record_job->cycle_time / (float)record_job->require_time_slice; } void print_average_value() { //平均周转时间 float avg_cycle_time = 0; //平均等待时间 float avg_waited_time = 0; //平均带权周转时间 float avg_weight_cycle_time = 0; //遍历作业数组，求和值 int i; for(i=0;i { avg_cycle_time += (float) job_array[i].cycle_time; avg_waited_time += (float) job_array[i].waited_time; avg_weight_cycle_time += job_array[i].weight_cycle_time; } //计算均值 avg_cycle_time = avg_cycle_time / (float) LEN; avg_waited_time = avg_waited_time / (float) LEN; avg_weight_cycle_time = avg_weight_cycle_time / (float) LEN; printf("平均周转时间：%05.2f平均等待时间：%05.2f平均带权周转时间：%05.2f\n",avg_cycle_time,avg_waited_time,avg_weight_cycle_time); } void fcfs_jobs() { //先来先服务调度算法 int current_time = 0; //当前运行的作业 job * running_job = NULL; //后备队列不为空 或 就绪队列不为空 或 正在有作业运行 则进行调度 while (!is_queue_empty(created_queue)||!is_queue_empty(ready_queue)||running_job!=NULL) { //把后备队列中，到达时间为当前系统时间的作业挂入就绪队列 while (!is_queue_empty(created_queue)) { job * front_job = peek_queue(created_queue); if (front_job->arrival_time==current_time) { //后备队列出队一个作业并挂入就绪队列 en_queue_node(ready_queue,de_queue(created_queue) ); } else { //一定要有else，表示后备队列中的当前队头作业的到达系统时间大于系统当前时间，需要退出while循环 break; } } //判断当前是否有进程使用CPU if (running_job == NULL) { //无作业使用CPU，将就绪队列队头出队，去使用CPU if (!is_queue_empty(ready_queue)) running_job = de_queue(ready_queue); else { //为了增加程序的健壮性，可以用某些其它数据测试（本题目要求没有出现这种情况） //需要考虑，当前就绪队列为空，但后备队列仍旧有未到达系统的作业，系统时间空转1个时间片 printf("系统%d时刻就绪队列空\n", current_time); current_time++; continue; } //printf("调度新的作业使用CPU：%d\n",running_job->PID); } else { //如果有作业正在使用CPU，判断其使用CPU时间是否已经满足其要求服务时间 if (running_job->used_time_slice==running_job->require_time_slice) { //该作业要求服务时间已满足 //记录作业完成时间 running_job->ended_time = current_time; //将该作业挂入完成队列 en_queue_node(ended_queue,running_job); //计算并存储各种时间 record_job_time(running_job); printf("调作业%d已完成，完成时间：%d\n",running_job->PID,running_job->ended_time); //从就绪队列调度新的作业使用CPU if (!is_queue_empty(ready_queue)) running_job = de_queue(ready_queue); else running_job = NULL; } else { //空实现 } } //系统时间步进 current_time++; //当前正在运行的作业的使用的时间片++ if (running_job!=NULL) running_job->used_time_slice++; } printf("SJF的调度信息：\n"); //打印该调度算法的各种时间的平均值 print_average_value(); } void sjf_jobs() { //请实现，SJF算法 } void rr_jobs(int q) { //请实现，时间片轮转RR算法，传入参数为时间片q的大小 } void hrrn_jobs() { //请实现 ，最高响应比优先算法HRRN（非抢占）， } //作业结点入队 void en_queue_node(linked_queue * queue,job * en_queue_pcb_node) { //将传入的Job作业结点入队 if (is_queue_empty(queue)){ queue->front = en_queue_pcb_node; queue->rear = en_queue_pcb_node; }else{ //队列非空， queue->rear->next = en_queue_pcb_node; queue->rear = en_queue_pcb_node; } } //判断队列是否为空 int is_queue_empty(linked_queue * queue) { if ((queue->front==NULL)&&(queue->rear==NULL)) return TRUE; else return FALSE; } /*遍历队列，按顺序将队列中每个元素的值打印输出*/ void show_queue_all_job(linked_queue * queue){ if (is_queue_empty(queue)){ printf("队列为空，遍历结束\n"); return; } //游标指针 job * cursor_pcb_pointer; cursor_pcb_pointer = queue->front; printf("---------------\n"); printf("队列为：\n"); /*顺序遍历队列每个结点*/ while (cursor_pcb_pointer!=NULL){ //打印当前结点信息， printf("结点PID：%d，时间片需求为：%d\n",cursor_pcb_pointer->PID,cursor_pcb_pointer->require_time_slice); //后移游标指针 cursor_pcb_pointer=cursor_pcb_pointer->next; } printf("---------------\n"); } job * de_queue(linked_queue * queue) { job * return_job; if (is_queue_empty(queue)){ printf("队列为空，无法出队\n"); return NULL; } return_job = queue->front; if (queue->front==queue->rear){ //只有一个结点时候 queue->front=queue->rear=NULL; }else{ //多于一个结点时 queue->front = queue->front->next; } return_job->next = NULL; return return_job; } //返回队头作业，但不出队 job * peek_queue(linked_queue * queue) { return queue->front; }