操作系统课程Linux环境下使用C语言实现先来先服务调度算法复习过程.docx
《操作系统课程Linux环境下使用C语言实现先来先服务调度算法复习过程.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《操作系统课程Linux环境下使用C语言实现先来先服务调度算法复习过程.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
操作系统课程Linux环境下使用C语言实现先来先服务调度算法复习过程
此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除
作业模拟调度实验
1课程设计的目的
通过该题目的设计过程，可以初步掌握作业调度的原理、软件开发方法并提高解决实际问题的能力。
了解UNIX的命令及使用格式，熟悉UNIX/LINUX的常用基本命令，练习程序。
编译、调试C程序，学会利用gcc、gdb并掌握UNIX提供的vi编辑器来编译C2课程设计的开发语言
语言。
程序设计所选用的程序设计语言为C
3功能描述
先来先服务算法比较有利于长作业，而不利于短作业。
（1）短作业（SJF）的调度算法可以照顾到实际上在所有作业中占很大比例的短作业，使它能比长作业优先执行。
SPF优先调度算法：
是从就绪队列中选出一估计运行时间最短的进程，将处理机分配给它，使它立即执行到完成，或发生某事件而被阻塞放弃处理机时，再重新调度。
为了和FCFS调度算法进行比较，我们利用FCFS算法中所使用的实例并改用SJ（P）F算法重新调度，再进行性能分析。
采用SJF算法后，不论是平均周转时间还是平均带权周转时间都有较明显的改善，尤其是对短作业D，其周转时间由FCFS算法的11降为SJF算法中的3；而平均带权周转时间是从5.5降到1.5。
这说明SJF调度算法能有效地降低作业的平均等待时间和提高系统的吐量。
短作业优先调度算法对比先来先服务，不论是平均周转时间还是平均带权周转时间，都有较明显的改善，尤其是对短作业。
该算法对长作业不利，而且未考虑作业的紧迫程度，因而不能保证紧迫性作业会被及时处理。
如作业C的周转时间由10增至16，带权周转时间由2增至3.1。
更严重的是，如果有一长作业（进程）进入系统的后备队列（就绪队列），由于调度程序总是优先调度那些（即使是后进来的）短作业（进程），将致使长作业（进程）得不到调度。
（2）该算法完全未考虑作业的紧迫程度，因而不能保证紧迫性作业（进程），会得到及时处理；
（3）由于作业（进程）的长短只是根据用户所提供的估计执行时间而定，而用户又可能会有意或无意地缩短其作业的估计执行时间，致使该算法不一定能真正做到短作业优先调度。
高响应比优先调度算法在批处理系统中，用作作业调度的短作业优先算法是一个比较好的算法。
其主要缺点是作业的运行得不到保证。
如果我们能为每个作业引入前面所述的
此文档仅供学习和交流．
此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除
动态优先权机制，并使以速率a增加，则长作业在等待一定的时间后，必须有机会分配到处理机。
该优先权的变化可描述为：
优先权=（等待时间+要求服务时间）/要求服务时间
由于等待时间加上要求服务时间，就是系统对该作业的响应时间，故该优先权又相当于响应比Rp=等待时间加要求服务时间/要求服务时间=响应时间/要求服务时间
由上式可以看出：
（1）如果作业的等待时间相同，则要求服务的时间愈短，其优先权愈高，因而该算法有利于短作业；
（2）当要求服务的时间相同时，作业的优先权决定于其等待时间，因而实现了先来先服务；
（3）对于长作业，当其等待时间足够长时，其优先权便可升到很高，从而也可获得处理机。
该算法既照顾了短作业，又考虑了作业到达的先后顺序，也不会使作业长期得不到服务。
因此，该算法实现了一种较好的折衷。
当然，再利用该算法时，每要进行调度之前，都需先进行响应应比的计算，这会增加系统的开销。
4方案论证
4.1概要设计
假设在单道批处理环境下有四个作业JOB1、JOB2、JOB3、JOB4，已知它们进入系统的时间、估计运行时间。
分别采用先来先服务（FCFS），最短作业优先（SJF）、响应比高者优先（HRN）的调度算法，计算出作业的平均周转时间和带权的平均周转时间。
作业i的周转时间：
Ti=Tci-Tsi
作业的平均周转时间：
T=
作业i的带权周转时间：
Wi=Ti/Tri
作业的平均带权周转时间：
W=
先来先服务调度算法（FCFS）：
每次调度都是从后备作业队列中，选择一个或多个最先进入该队列的作业，将它们调入内存，为它们分配资源、创建进程，然后放入就绪队列。
在进程调度中采用FCFS算法时，这每次调度是从就绪队列中，选择一个最先进入该队列的进程，为之分配处理机，使之投入运行。
该进程一直运行到完成或发生某事件阻赛后，才放弃处理机。
短作业（进程）优先调度算法SJ（P）F，是指对短作业或短进程优先调度的算法。
它
此文档仅供学习和交流．
此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除
们可分别用于作业调度和进程调度。
该调度算法是从后备（就绪）队列中选择一个或若干个估计运行时间最短的作业（进程），将它们调度内存运行。
响应比高者优先（HRN）：
每次从后备队列中选择一个或若干个估计响应比最高的作业，将它们调入内存运行。
响应比Rp=作业响应时间/运行时间
=作业等待时间+作业运行时间
=1+作业等待时间
每个作业由一个作业控制块JCB表示，JCB可以包含如下信息：
作业名、提交时间、所需的运行时间、所需的资源、作业状态、链指针等等。
作业的状态可以是等待W（Wait）、运行R（Run）和完成F（Finish）三种状态之一。
每个作业的最初状态总是等待W。
各个等待的作业按照提交时刻的先后次序排队，总是首先调度等待队列中队首的作业。
每个作业完成后要打印该作业的开始运行时刻、完成时刻、周转时间和带权周转时间，这一组作业完成后要计算并打印这组作业的平均周转时间、带权平均周转时间。
4.2详细设计
4.2.1程序设计过程中的部分算法
（1）用类C语言定义相关的数据类型
定义头文件：
#include
#include
#definegetpch（type）（type*）malloc（sizeof（type））
定义结构体：
structworktime{
floatTb;//作业运行时刻
floatTc;//作业完成时刻
floatTi;//周转时间
floatWi;//带权周转时间
};
structjcb{//定义作业控制块JCB
charname[10];//作业名
floatsubtime;//作业提交时间
此文档仅供学习和交流．
此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除
floatruntime;//作业所需的运行时间
charresource;//所需资源
floatRp;//后备作业响应比
charstate;//作业状态
structworktimewt;
structjcb*link;//链指针
}*jcb_ready=NULL,*j;
（2）各模块伪码
voidSJFget（）//获取队列中的最短作业
{
JCB*front,*mintime,*rear;//定义JCB指针
intipmove=0;
mintime=jcb_ready;
rear=mintime->link;
while（rear!
=NULL）
if（（rear!
=NULL）&&（T>=rear->subtime）&&（mintime->runtime）>（rear->runtime））
{//队列不空时，给作业排队
front=mintime;
mintime=rear;
rear=rear->link;
ipmove=1;
}
else
rear=rear->link;
if（ipmove==1）{//队首作业完成，后续作业重新排队
front->link=mintime->link;
mintime->link=jcb_ready;
}
jcb_ready=mintime;
}
voidHRNget（）//获取队列中的最高响应作业
{
JCB*front,*mintime,*rear;
此文档仅供学习和交流．
此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除
intipmove=0;//初始化
mintime=jcb_ready;
rear=mintime->link;
while（rear!
=NULL）
if（（rear!
=NULL）&&（T>=rear->subtime）&&（mintime->Rp）<（rear->Rp））
{//队尾不空时，作业按运行时间排队
front=mintime;
mintime=rear;
rear=rear->link;
ipmove=1;
}
else
rear=rear->link;
if（ipmove==1）{//队首作业完成，改变指针
front->link=mintime->link;
mintime->link=jcb_ready;
}
jcb_ready=mintime;
}
4.2.2主程序流程图:
开始
初始化所有的JCB
使JCB按作业提交的时刻的先后顺序排队
Ｔ：
＝０时间量
使（更改队首指针，调度队首的作业投入运行：
TbR作业的状态为，记住作业开始运行的时刻等）
i计算并打印运行作业Wi，带权周转时间间TiTc=（完成时刻开始运行时刻
，周转时Tc的完成时刻运行时间+-提交时刻运行时间）÷
此文档仅供学习和交流
Ti=周转时间完成时刻周转时间Wi=带权周转时间．
此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除
更改时间量T的值（T：
=T+作业i的运行时间）
?
队列为空
计算并打印这组作业的平均周转时间及带权平均周转时间
结束
调度算法流程图图1
此文档仅供学习和交流．
此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除
图2
5运行结果
3运行结果图6心得体会
经过一周的努力，我的课程设计基本完成了，这次课程设计培养了我耐心、慎密、全面地考虑问题的能力，从而加快了问题解决的速度、提高了个人的工作效率，以及锻炼围绕问题在短时间内得以解决的顽强意志。
在编写程序的过程中，我的能力得到了提高，同时养成了科学、严谨的作风和习惯。
为此我要感谢信息学院开设了这门操作系统课程设计，为我们提供了进一步学习算法、操作系统和巩固C语言程序计设这个平台并。
同时还要感谢对同一题目进行攻关的同学们给予的帮助，没他们的帮助可能有很多问题我个人不能进行很好的解决。
在此我对他们帮助给予衷心的感谢。
7附录
#includestdio.h
#include
#definegetpch（type）（type*）malloc（sizeof（type））
structworktime{
floatTb;//作业运行时刻
floatTc;//作业完成时刻
floatTi;//周转时间
此文档仅供学习和交流．
此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除
floatWi;//带权周转时间
};
structjcb{/*定义作业控制块JCB*/
charname[10];//作业名
float
升级会员 