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注：本文记录 WHUT-计算机学院-操作系统 课程 实验1：处理机调度
纸上得来终觉浅，觉知此事需躬行！
１、实验内容：
•实验预备：掌握处理机调度的相关内容，对进程调度算法有深入的理解
•实验内容：模拟实现进程调度功能
•具体要求：
- –任选一种计算机高级语言编程实现
- –选择1~2种进程调度算法，例如：先来先服务、短进程优先、最高响应比优先、时间片轮转、优先级法等
- –能够输入进程的基本信息，如进程名、到达时间和预估运行时间等
- –根据选择的调度算法显示进程调度顺序
- –显示完成调度后每个进程的开始时间、完成时间、周转时间、带权周转时间
- –计算平均周转时间和平均带权周转时间
2、运行结果：
2.1 测试用例：
2.2 运行截图：
3、程序源码：
本次实验难度不大，代码建议参考使用，不建议完全Ctrl+C and Ctrl+V！！！
另：代码有不严谨之处，你能发现吗？
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
//其中i为作业个数，j为作业列数；
int n = 4;//作业数
//平均周转时间
double T=0;
//带权周转时间
double W = 0;
/*定义作业保存数组，第1—n列分别为：作业号、提交时间、估计运行时间、优先数（0行、0列不用）
作业号 提交时间 估计运行时间 优先数
1 10.0 2.0 2
2 10.2 1.0 4
3 10.4 0.5 1
4 10.5 0.3 3
*/
double work[5][5] = { 0, 0, 0, 0, 0,
0, 1, 10.0, 2.0, 2,
0, 2, 10.2, 1.0, 4,
0, 3, 10.4, 0.5, 1,
0, 4, 10.5, 0.3, 3};
//先来先服务算法使用数组
//1:作业号 2：提交时间 3：运行时间 4：开始时间 5：终止时间 6：周转时间 7：带权周转时间 8：执行顺序
double FCFS[5][9];
//短进程优先法数据保存数组；
//1:作业号 2：提交时间 3：运行时间 4：开始时间 5：终止时间 6：周转时间 7：带权周转时间 8：执行顺序
//double SJF[5][9];
//与FCFS共用一套数组
//优先级算法使用数组
//1:作业号 2：提交时间 3：运行时间 4：优先级 5：开始时间 6：终止时间 7：周转时间 8：带权周转时间 9：执行顺序
double YXJ[5][10];
//HRN算法使用数组
void change(double &a,double &b) {
double temp = a;
a = b;
b = temp;
}
//初始化，按照提交时间（第 2 列）顺序，进行排序操作
int InitFCFS() {
//排序
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = 1; j <= n - i; j++) {
if (work[j][2] > work[j + 1][2]) {
change(work[j][1], work[j + 1][1]); //作业号 交换
change(work[j][2], work[j + 1][2]); //提交时间 交换
change(work[j][3], work[j + 1][3]); //运行时间 交换
change(work[j][4], work[j + 1][4]); //优先数 交换
}
}
}
//赋值
for (int i = 1; i <= n; i++) {
FCFS[i][1] = work[i][1]; //更新 作业号
FCFS[i][2] = work[i][2]; //更新 提交时间
FCFS[i][3] = work[i][3]; //更新 运行时间 其中优先数在FCFS中用不到
}
return 1;
}
//初始化，按照运行时间（第 3 列）顺序，其中最早加入的作业始终置于第一位
int InitSJF() {
//寻找提交时间最早的一个,并放在第一位
double early = 100000;
int flag = 0;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
if (early > work[i][2]) {
early = work[i][2];
flag = i;
}
}
//更新Work表中数据，如果首项不为最早提交的则需要交换，否则不用交换
if (flag != 1) {
change(work[1][1], work[flag][1]); //作业号 交换
change(work[1][2], work[flag][2]); //提交时间 交换
change(work[1][3], work[flag][3]); //运行时间 交换
change(work[1][4], work[flag][4]); //优先数 交换
}
//排序,其中第一位不需要考虑了,直接从第二位2开始
for (int i = 2; i <= n; i++) {
for (int j = 2; j <= n - i+1; j++) {
if (work[j][3] > work[j + 1][3]) {
change(work[j][1], work[j + 1][1]); //作业号 交换
change(work[j][2], work[j + 1][2]); //提交时间 交换
change(work[j][3], work[j + 1][3]); //运行时间 交换
change(work[j][4], work[j + 1][4]); //优先数 交换
}
}
}
//赋值
for (int i = 1; i <= n; i++) {
FCFS[i][1] = work[i][1]; //更新 作业号
FCFS[i][2] = work[i][2]; //更新 提交时间
FCFS[i][3] = work[i][3]; //更新 运行时间 其中优先数在FCFS中用不到
}
return 1;
}
//只要对FCFS或者SJF的前三列基本排序完成，那么后边操作相同，合并算法
void FCFS_SJF() {
//置零
T = 0;
W = 0;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
//如果是第一个任务
if (i == 1) {
FCFS[i][4] = FCFS[i][2];//第一个任务：开始时间=提交时间
}
else {
//如果当前任务提交时间比最后一个任务结束时间晚
FCFS[i][4] = FCFS[i - 1][5];//第二个任务以后：开始时间=上一个任务的终止时间
}
FCFS[i][5] = FCFS[i][4] + FCFS[i][3];//终止时间=开始时间+运行时间
FCFS[i][6] = FCFS[i][5] - FCFS[i][2];//周转时间=终止时间-提交时间
FCFS[i][7] = FCFS[i][6] / FCFS[i][3];//带权周转时间=周转时间÷运行时间
FCFS[i][8] = i;//初始化已经对程序执行顺序进行排序，则第i个程序的执行顺序即为i
}
//计算
for (int i = 1; i <= n; i++) {
T += FCFS[i][6];
W += FCFS[i][7];
}
T /= n;
W /= n;
}
int InitYXJ() {
//寻找提交时间最早的一个,并放在第一位
double early = 100000;
int flag = 0;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
if (early > work[i][2]) {
early = work[i][2];
flag = i;
}
}
//更新Work表中数据，如果首项不为最早提交的则需要交换，否则不用交换
if (flag != 1) {
change(work[1][1], work[flag][1]); //作业号 交换
change(work[1][2], work[flag][2]); //提交时间 交换
change(work[1][3], work[flag][3]); //运行时间 交换
change(work[1][4], work[flag][4]); //优先数 交换
}
//排序,其中第一位不需要考虑了,直接从第二位2开始
for (int i = 2; i <= n; i++) {
for (int j = 2; j <= n - i + 1; j++) {
if (work[j][4] > work[j + 1][4]) {
change(work[j][1], work[j + 1][1]); //作业号 交换
change(work[j][2], work[j + 1][2]); //提交时间 交换
change(work[j][3], work[j + 1][3]); //运行时间 交换
change(work[j][4], work[j + 1][4]); //优先数 交换
}
}
}
//赋值
for (int i = 1; i <= n; i++) {
YXJ[i][1] = work[i][1]; //更新 作业号
YXJ[i][2] = work[i][2]; //更新 提交时间
YXJ[i][3] = work[i][3]; //更新 运行时间
YXJ[i][4] = work[i][4]; //更新 优先级
}
return 1;
}
void theFCFS() {
InitFCFS();//初始化FCFS数组前三列
FCFS_SJF();
}
void theSJF() {
InitSJF();//初始化SJF数组前三列
FCFS_SJF();
};
int InitHRN() {
return 1;
}
void theYXJ() {
//置零
InitYXJ();
T = 0;
W = 0;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
//如果是第一个任务
if (i == 1) {
YXJ[i][5] = YXJ[i][2];//第一个任务：开始时间=提交时间
}
else {
YXJ[i][5] = YXJ[i - 1][6];//第二个任务以后：开始时间=上一个任务的终止时间
}
YXJ[i][6] = YXJ[i][5] + YXJ[i][3];//终止时间=开始时间+运行时间
YXJ[i][7] = YXJ[i][6] - YXJ[i][2];//周转时间=终止时间-提交时间
YXJ[i][8] = YXJ[i][7] / YXJ[i][3];//带权周转时间=周转时间÷运行时间
YXJ[i][9] = i;//初始化已经对程序执行顺序进行排序，则第i个程序的执行顺序即为i
}
//计算
for (int i = 1; i <= n; i++) {
T += YXJ[i][7];
W += YXJ[i][8];
}
T /= n;
W /= n;
}
int main() {
cout << "请按照以下格式输入作业信息表：" << endl;
cout << "作业号 提交时间 运行时间 优先数" << endl;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
cin >> work[i][1] >> work[i][2] >> work[i][3] >> work[i][4];
}
cout << "输入完毕！" << endl << endl;
while (1) {
cout << "1、先来先服务\n2、最短作业优先\n3、优先级法\n0、退出" << endl;
int choice;
cout << "请选择使用的处理机算法：";
cin >> choice;
switch (choice) {
case 1:
cout << "使用先来先服务算法结果如下：" << endl;
theFCFS();
cout << "作业号\t\t提交时间\t运行时间\t开始时间\t终止时间\t周转时间\t带权周转时间\t执行顺序" << endl;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = 1; j <= 8; j++) {
cout << FCFS[i][j] << "\t\t";
}
cout << endl;
}
cout << "平均周转时间：" << T << endl;
cout << "带权周转时间：" << W << endl<<endl;
break;
case 2:
theSJF();
cout << "使用短作业优先算法结果如下：" << endl;
cout << "作业号\t\t提交时间\t运行时间\t开始时间\t终止时间\t周转时间\t带权周转时间\t执行顺序" << endl;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = 1; j <= 8; j++) {
cout << FCFS[i][j] << "\t\t";
}
cout << endl;
}
cout << "平均周转时间：" << T << endl;
cout << "带权周转时间：" << W << endl<<endl;
break;
case 3:
theYXJ();
cout << "使用优先级算法结果如下：" << endl;
cout << "作业号\t\t提交时间\t运行时间\t优先级\t\t开始时间\t终止时间\t周转时间\t带权周转时间\t执行顺序" << endl;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = 1; j <= 9; j++) {
cout << YXJ[i][j] << "\t\t";
}
cout << endl;
}
cout << "平均周转时间：" << T << endl;
cout << "带权周转时间：" << W << endl << endl;
break;
default:
break;
}
if (choice==0) {
cout << "已退出！" << endl;
break;
}
}
return 0;
}