【实验题目】：先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法
【实验目的】
通过这次实验，加深对进程概念的理解，进一步掌握进程状态的转变、进程调度的策略及对系统性能的评价方法。
【实验内容】
问题描述：
设计程序模拟进程的先来先服务FCFS和短作业优先SJF调度过程。假设有n个进程分别在T1, … ,Tn时刻到达系统，它们需要的服务时间分别为S1, … ,Sn。分别采用先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法进行调度，计算每个进程的完成时间，周转时间和带权周转时间，并且统计n个进程的平均周转时间和平均带权周转时间。
程序要求如下：
1）进程个数n；每个进程的到达时间T1, … ,Tn和服务时间S1, … ,Sn；选择算法1-FCFS，2-SJF。
2）要求采用先来先服务FCFS和短作业优先SJF分别调度进程运行，计算每个进程的周转时间，带权周转时间，并且计算所有进程的平均周转时间，带权平均周转时间；
3）输出：要求模拟整个调度过程，输出每个时刻的进程运行状态，如“时刻3：进程B开始运行”等等；
4）输出：要求输出计算出来的每个进程的周转时间，带权周转时间，所有进程的平均周转时间，带权平均周转时间。
实现提示：
用C++语言实现提示：
1）程序中进程调度时间变量描述如下：
staticint MaxNum=100;
int ArrivalTime[MaxNum];
int ServiceTime[MaxNum];
int FinishTime[MaxNum];
int WholeTime[MaxNum];
double WeightWholeTime[MaxNum];
double AverageWT_FCFS,AverageWT_SJF;
double AverageWWT_FCFS,AverageWWT_SJF;
2）进程调度的实现过程如下：
Ø 变量初始化；
Ø 接收用户输入n，T1, … ,Tn，S1,… ,Sn；算法选择1-FCFS，2-SJF；
Ø 按照选择算法进行进程调度，计算进程的完成时间、周转时间和带权周转时间；
Ø 计算所有进程的平均周转时间和平均带权周转时间；
Ø 按格式输出调度结果。
实验要求：
1)上机前认真复习FCFS和SJF进程调度调度算法，熟悉进程调度的执行过程；
2)上机时独立编程、调试程序；
3)根据具体实验要求，完成好实验报告（包括实验的目的、内容、要求、源程序、实例运行结果截图）。
【源程序】
头文件FCFS.h
#include<iostream>
#define MaxNum 100
struct Process_struct{
int Number; //进程编号
char Name[MaxNum]; //进程名称
int ArrivalTime; //到达时间
int ServiceTime; //开始运行时间
int FinishTime; //运行结束时间
int WholeTime; //运行时间
int run_flag; //调度标志
int order; //运行次序
double WeightWholeTime; //周转时间
double AverageWT_FCFS,AverageWT_SJF; //平均周转时间
double AverageWWT_FCFS,AverageWWT_SJF; //平均带权周转时间
}Process[MaxNum];
int N; //实际进程个数
int FCFS(); //先来先服务
int FCFS(){ //先来先服务算法
int i;
int temp_time=0; //当前时间
temp_time=Process[0].ArrivalTime;
for(i=0;i<N;i++)
{
Process[i].ServiceTime=temp_time;
Process[i].FinishTime=Process[i].ServiceTime+Process[i].WholeTime;
Process[i].run_flag=1;``
temp_time=Process[i].FinishTime;
Process[i].order=i+1;
}return 0;
}
头文件SJF.h
#include<iostream>
int SJF(); //短作业优先
int SJF(){ //短作业优先算法
int temp_time=0; //当期那时间
int i=0,j;
int number_schedul,temp_counter; //进程编号，当前已执行进程个数
float run_time;
run_time=Process[i].WholeTime;
j=1;
while((j<N)&&(Process[i].ArrivalTime==Process[j].ArrivalTime)) //判断是否有两个进程同时到达
{
if(Process[j].WholeTime<Process[i].WholeTime)
{
run_time=Process[i].WholeTime;
i=j;
}
j++;
}
//查找下一个被调度的进程
//对找到的下一个被调度的进程求相应的参数
number_schedul=i;
Process[number_schedul].ServiceTime=Process[number_schedul].ArrivalTime;
Process[number_schedul].FinishTime=Process[number_schedul].ServiceTime+Process[number_schedul].WholeTime;
Process[number_schedul].run_flag=1;
temp_time=Process[number_schedul].FinishTime;
Process[number_schedul].order=1;
temp_counter=1;
while(temp_counter<N)
{
for(j=0;j<N;j++)
{
if((Process[j].ArrivalTime<=temp_time)&&(!Process[j].run_flag))
{
run_time=Process[j].WholeTime;
number_schedul=j;
break;
}
}
for(j=0;j<N;j++)
{
if((Process[j].ArrivalTime<=temp_time)&&(!Process[j].run_flag))
if(Process[j].WholeTime<run_time)
{
run_time=Process[j].WholeTime;
number_schedul=j;
}
}
//查找下一个被调度的进程
//对找到的下一个被调度的进程求相应的参数
Process[number_schedul].ServiceTime=temp_time;
Process[number_schedul].FinishTime=Process[number_schedul].ServiceTime+Process[number_schedul].WholeTime;
Process[number_schedul].run_flag=1;
temp_time=Process[number_schedul].FinishTime;
temp_counter++;
Process[number_schedul].order=temp_counter;
}return 0;
}
主程序Main.cpp
#include<iostream>
#include "FCFS.h"
#include "SJF.h"
using namespace std;
int Pinput(); //进程参数输入
int Poutput(); //调度结果输出
void main()
{
int option;
Pinput();
printf("请选择算法:\n");
printf("1.先来先服务\n");
printf("2.短作业优先\n");
printf("0.退出\n");
scanf("%d",&option);
switch(option)
{
case 0:
printf("运行结束。\n");
break;
case 1:
printf("对进程用先来先服务调度。\n\n");
FCFS();
Poutput();
break;
case 2:
printf("对进程用短作业优先调度。\n\n");
SJF();
Poutput();
break;
}
}
int Pinput() //进程参数输入
{
int i;
printf("please input the process number:\n");
scanf("%d",&N);
for(i=0;i<N;i++)
{
printf("***************************************\n");
printf("please input the process of %d th:\n",i+1);
printf("please input the name:\n");
scanf("%s",Process[i].Name);
printf("please input the ArrvialTime:\n");
scanf("%d",&Process[i].ArrivalTime);
printf("please input the WholeTime:\n");
scanf("%d",&Process[i].WholeTime);
Process[i].ServiceTime=0;
Process[i].FinishTime=0;
Process[i].WeightWholeTime=0;
Process[i].order=0;
Process[i].run_flag=0;
}return 0;
}
int Poutput() //调度结果输出
{
int i;
float turn_round_time=0,f1,w=0;
printf("进程名称 到达时间 运行时间 开始运行时间 结束时间 执行顺序 周转时间 带权周转时间\n");
for(i=0;i<N;i++)
{
Process[i].WeightWholeTime=Process[i].FinishTime-Process[i].ArrivalTime;
f1=Process[i].WeightWholeTime/Process[i].WholeTime;
turn_round_time+=Process[i].WeightWholeTime;
w+=f1;
printf("时刻%d:进程%s开始运行。",Process[i].ServiceTime,Process[i].Name);
printf(" %s , %d , %d , %d , %d , %d , %f , %f \n",Process[i].Name,Process[i].ArrivalTime,Process[i].WholeTime,Process[i].ServiceTime,Process[i].FinishTime,Process[i].order,Process[i].WeightWholeTime,f1);
}
printf("average_turn_round_timer=%f\n",turn_round_time/N);
printf("weight_average_turn_round_timer=%f\n",w/N);
return 0;
}
【实例运行结果截图】
进程名 A B C D E
到达时间 0 1 2 3 4
服务时间 6 2 5 9 8FCFS 完成时间 6 8 13 22 30
周转时间 6 7 11 19 26
带权周转时间 1 3.5 2.2 2.1 3.25
SJF 完成时间 6 8 13 30 21
周转时间 6 7 11 27 17
带权周转时间 1 3.5 2.2 3 2.5
