【操作系统&C语言】作业调度算法 先来先服务&短作业优先
FCFS(先来先服务)算法
算法思想
系统将按照作业到达的先后次序来进行调度
示例
| 作业编号 | 提交时间 | 执行时间 |
|---|---|---|
| 1 | 8.0 | 2.0 |
| 2 | 8.5 | 0.5 |
| 3 | 9.0 | 0.1 |
| 4 | 9.5 | 0.2 |
| 5 | 9.8 | 0.8 |
采用先来先服务算法，那么作业的调度顺序就是
1->2->3->4->5
可以得到下面这张表
| 进程编号 | 提交时间 | 执行时间 | 开始时刻 | 完成时刻 | 周转时间 | 周转系数 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 8.0 | 2.0 | 8.0 | 10.0 | 2.0 | 1 |
| 2 | 8.5 | 0.5 | 10.0 | 10.5 | 2 | 4 |
| 3 | 9.0 | 0.1 | 10.5 | 10.6 | 1.6 | 16 |
| 4 | 9.5 | 0.2 | 10.6 | 10.8 | 1.3 | 6.5 |
| 5 | 9.8 | 0.8 | 10.8 | 11.6 | 1.8 | 2.25 |
简单代码实现
定义一个作业的结构体
typedef struct _Job
{
int num;
double Subtime;
double Exetime;
double Starttime,Finishtime;
double T,W;//T 周转时间，W周转系数
}Job;
定义一个存放作业的结构体
#define MAXJOBNUM 10
typedef struct _JobArr
{
Job arr[MAXJOBNUM];
int len;
}JobArr;
从文件中读取要处理的作业
void readFile(const char*filename,JobArr*jobarr)
{
FILE*file;
file=fopen(filename,"r");
char buf[BUFSIZ]={0};
fgets(buf, BUFSIZ, file);//读取表头文字
int i=0;
while (fgets(buf,BUFSIZ,file))
{
Job job={0};
sscanf(buf,"%d %lf %lf",&job.num,&job.Subtime,&job.Exetime);
printf("%d %lf %lf\n",job.num,job.Subtime,job.Exetime);
jobarr->arr[jobarr->len++]=job;
if(i>=10)
{
printf("作业太多了\n");
fclose(file);
return;
}
}
fclose(file);
}
计算完成时间、周转时间等
//在main函数中
JobArr jobarr;
jobarr.len=0;
readFile("./Jobin.txt",&jobarr);
jobarr.arr[0].Starttime=jobarr.arr[0].Subtime;
jobarr.arr[0].Finishtime=jobarr.arr[0].Starttime+jobarr.arr[0].Exetime;
jobarr.arr[0].T=jobarr.arr[0].Finishtime-jobarr.arr[0].Subtime;
jobarr.arr[0].W=jobarr.arr[0].T/jobarr.arr[0].Exetime;
for(int i=1;i<jobarr.len;i++)
{
jobarr.arr[i].Starttime=jobarr.arr[i-1].Finishtime;
jobarr.arr[i].Finishtime=jobarr.arr[i].Starttime+jobarr.arr[i].Exetime;
jobarr.arr[i].T=jobarr.arr[i].Finishtime-jobarr.arr[].Subtime;
jobarr.arr[i].W=jobarr.arr[].T/jobarr.arr[i].Exetime;
}
打印信息
void print(JobArr jobarr)
{
double avrT,avrW;
printf("%5s %5s %5s %5s %5s %5s %5s\n","作业编号","提交时间","执行时间","开始时间","完成时间","周转时间","周转系数");
for(int i=0;i<jobarr.len;i++)
{
printf("%-8d %-8.2lf %-8.2lf %-8.2lf %-8.2lf %-8.2lf %-8.2lf\n",jobarr.arr[i].num,jobarr.arr[i].Subtime,jobarr.arr[i].Exetime,jobarr.arr[i].Starttime,jobarr.arr[i].Finishtime,jobarr.arr[i].T,jobarr.arr[i].W);
avrT+=jobarr.arr[i].T/jobarr.len;
avrW+=jobarr.arr[i].W/jobarr.len;
}
printf("平均周转时间%lf\t\t平均周转系数%lf",avrT,avrW);
}
SJF(短作业优先）算法
算法思想
系统从作业队列中选择执行时间最短的作业执行，作业的时间越短，优先级越高
| 作业序号 | 提交时间 | 执行时间 |
|---|---|---|
| 1 | 8 | 2 |
| 2 | 8.5 | 0.5 |
| 3 | 9 | 0.1 |
| 4 | 9.5 | 0.3 |
| 5 | 10.1 | 0.2 |
采用短作业优先算法，作业的调度顺序
1->3->4->2->5
可能有人会认为作业的调度顺序是3->5->4->2->1或者是1->3->5->4->2,那么为什么不是这样
最早提交的那个作业是第一个处理的（和执行时间的长短无关) 作业1处理完的时间是10.0那么在这个时候作业2、作业3、作业4已经提交了，这个时候处理那一个就根据作业执行时间的长短来确定，作业5的提交时间是10.1那么就要等到作业2、作业3、作业4处理完之后处理了。
| 进程编号 | 提交时间 | 执行时间 | 开始时刻 | 完成时刻 | 周转时间 | 周转系数 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 8.0 | 2.0 | 8.0 | 10.0 | 2.0 | 1 |
| 3 | 9.0 | 0.1 | 10.0 | 10.1 | 1.1 | 11 |
| 4 | 9.5 | 0.2 | 10.1 | 10.3 | 0.8 | 4 |
| 2 | 8.5 | 0.5 | 10.3 | 10.8 | 2.3 | 4.6 |
| 5 | 10.1 | 0.2 | 10.8 | 11.0 | 0.9 | 4.5 |
代码实现
定义一个作业的结构体
typedef struct _Job
{
int num;
double Subtime;
double Exetime;
double Starttime,Finishtime;
double T,W;//T 周转时间，W周转系数
}Job;
定义一个存放作业的结构体
#define MAXJOBNUM 10
typedef struct _JobArr
{
Job arr[MAXJOBNUM];
int len;
}JobArr;
定义一个存放作业处理顺序的结构体（输出用）
typedef struct _OutPutArr
{
Job arr[MAXJOBNUM];
int len;
}OutPutArr;
从文件中读取要处理的作业
void readFile(const char*filename,JobArr*jobarr)
{
FILE*file;
file=fopen(filename,"r");
char buf[BUFSIZ]={0};
fgets(buf, BUFSIZ, file);//读取表头文字
int i=0;
while (fgets(buf,BUFSIZ,file))
{
Job job={0};
sscanf(buf,"%d %lf %lf",&job.num,&job.Subtime,&job.Exetime);
jobarr->arr[jobarr->len++]=job;
if(i>=10)
{
printf("作业太多了\n");
fclose(file);
return;
}
}
fclose(file);
}
处理提交的第一个作业
//在main函数中
JobArr jobarr={0};
ReadyArr readyarr={0};
OutPutArr outputarr={0};//输出用
readFile("./JobIn.txt",&jobarr);
//处理最先提交的那一个作业
jobarr.arr[0].Starttime=jobarr.arr[0].Subtime;
jobarr.arr[0].Finishtime=jobarr.arr[0].Starttime+jobarr.arr[0].Exetime;
jobarr.arr[0].T=jobarr.arr[0].Finishtime-jobarr.arr[0].Subtime;
jobarr.arr[0].W=jobarr.arr[0].T/jobarr.arr[0].Exetime;
double curTime=jobarr.arr[0].Finishtime;//用来判断从这个作业提交到处理完有那些作业提交了
outputarr.arr[outputarr.len++]=jobarr.arr[0];
处理剩余的作业
for(int i=1;i<jobarr.len;)
{
//找出就绪作业 subtime
int j=0;//就绪作业的个数
for(int k=i;k<jobarr.len;k++)
{
if(jobarr.arr[k].Subtime<=curTime)
{
//找到就插入到就绪数组中
Insert(&readyarr,jobarr.arr[k]);
j++;
}
}
//处理作业，计算时间
for(int z=0;z<readyarr.len;z++)
{
if(z==0)
{
readyarr.arr[z].Starttime=curTime;
}
else
{
readyarr.arr[z].Starttime=readyarr.arr[z-1].Finishtime;
}
readyarr.arr[z].Finishtime=readyarr.arr[z].Starttime+readyarr.arr[z].Exetime;
readyarr.arr[z].T=jobarr.arr[z].Finishtime-jobarr.arr[z].Subtime;
readyarr.arr[z].W=jobarr.arr[z].T/jobarr.arr[z].Exetime;
//插入输出数组
outputarr.arr[outputarr.len++]=readyarr.arr[z];
//更新当前时间
curTime= readyarr.arr[z].Finishtime;
}
//就绪作业处理完了，清空就绪数组
Clear(&readyarr);
i+=j;
}
print(&outputarr);
插入就绪数组
void Insert(ReadyArr*readyarr,Job job)
{
if(readyarr->len==0)
{
readyarr->arr[readyarr->len++]=job;
return;
}
else
{
for(int i=0;i<readyarr->len;i++)
{
if(job.Exetime>readyarr->arr[i].Exetime)
{
continue;//job一定是在这个比较元素后面，和下一个元素比较
}
else if(job.Exetime==readyarr->arr[i].Exetime)//如果执行时间相同，就比较提交时间
{
if(job.Subtime<=readyarr->arr[i].Subtime)//如果job提交时间要早，就插入到这个比较位，其余元素后移
{
for(int j=readyarr->len+1;j>i;j--)
{
readyarr->arr[j]=readyarr->arr[j-1];
}
readyarr->arr[i]=job;
readyarr->len++;
return;
}
else
{
continue;//job一定是在这个比较元素后面，和下一个元素比较
}
}
else
{
for(int j=readyarr->len+1;j>i;j--)
{
readyarr->arr[j]=readyarr->arr[j-1];
}
readyarr->arr[i]=job;
readyarr->len++;
return;
}
}
readyarr->arr[readyarr->len++]=job;//job执行时间比所有元素都大，插入到最后
}
}
清空就绪数组
void Clear(ReadyArr*readyarr)
{
for(int i=0;i<readyarr->len;i++)
memset(readyarr->arr,0,sizeof(readyarr->arr));
readyarr->len=0;
}
打印结果
void print(OutPutArr*outputarr)
{
printf("%5s %5s %5s %5s %5s %5s %5s\n","作业编号","提交时间","执行时间","开始时间","完成时间","周转时间","周转系数");
double avrT,avrW;
for(int i=0;i<outputarr->len;i++)
{
printf("%-8d %-8.2lf %-8.2lf %-8.2lf %-8.2lf %-8.2lf %-8.2lf\n",outputarr->arr[i].num
,outputarr->arr[i].Subtime,outputarr->arr[i].Exetime,outputarr->arr[i].Starttime,outputarr->arr[i].Finishtime,
outputarr->arr[i].T,outputarr->arr[i].W);
avrT+=outputarr->arr[i].T/10;
avrW+=outputarr->arr[i].W/10;
}
printf("平均周转时间%lf\t\t平均周转系数%lf",avrT,avrW);
}
