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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 <stdio.h>
#include <iostream>
#include <queue>
#include <stack>
#include <set>
#include <string>
#include <cstring>
#include <cmath>
#define MAX 1111
const double Max = 11111.0;
using namespace std;
typedef struct FCFS
{
int mark;
string name;
double arrivetime;
double servetime;
double starttime;
double finishtime;
double roundtime;
double daiquantime;
bool operator< (const FCFS &a)const{
returnarrivetime > a.arrivetime;
}
}FCFS;
typedef struct SJF
{
int mark;
string name;
double arrivetime;
double servetime;
double starttime;
double finishtime;
double roundtime;
double daiquantime;
bool operator< (const SJF &a)const{
returnservetime > a.servetime;
}
}SJF;
typedef struct RDRN
{
int mark;
bool flag =true;
string name;
double Count =0.0;
double arrivetime;
double servetime;
double starttime;
double finishtime;
double roundtime;
double daiquantime;
double running= 0.0;
bool operator< (const RDRN &a)const{
returnCount > a.Count;
}
}RDRN;
void FCFS_arithmetic()
{
FCFS f[MAX];
FCFS ff;
int n;
double averagedaiquantime = 0.0;
priority_queue<FCFS> 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<n; 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<<" "<<f[ff.mark].name;
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<<" "<<f[ff.mark].name;
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;
double starttime = Max;
double averagedaiquantime = 0.0;
priority_queue<SJF> 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<n; 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; i++) q1.push(temp[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<n; i++){
cout<<" "<<f[i].name;
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()
{
double timeslice;
RDRN f[MAX];
RDRN temp[MAX];
int cnt = 0;
RDRN ff;
int n;
double averagedaiquantime = 0.0;
priority_queue<RDRN> 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<n; 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; i++) q1.push(temp[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<n; i++){
cout<<" "<<f[i].name;
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:
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