操作系统实验报告

实验一

先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法

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【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, … ,T n时刻到达系统，它们需要的服务时间分别为S1, … ,S n。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, … ,T n和服务时间S1, … ,S n；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：

static int 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：

变量初始化；

接收用户输入n，T1, … ,T n，S1, … ,S n；算法选择1-FCFS，2-SJF；

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；

计算所有进程的平均周转时间和平均带权周转时间；

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[numbe r_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[numbe r_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】

短作业优先算法（SJF）