計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

中南大學(xué)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)試驗(yàn)匯報(bào)

目錄TOC\o"1-3"\h\u1.設(shè)計(jì)目的 22.設(shè)計(jì)規(guī)定 23.設(shè)計(jì)題目 34.設(shè)計(jì)過程 34.1設(shè)計(jì)思緒 34.2試驗(yàn)過程 44.3調(diào)度性能分析 105.總結(jié) 116.代碼附錄 12計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)1.設(shè)計(jì)目的1、增強(qiáng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)基本原理、基本理論、基本算法的理解；2、提高和培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。2.設(shè)計(jì)規(guī)定1、每人至少選作1題，多做不限；2、每人單獨(dú)完畢，可以討論，但每人的設(shè)計(jì)內(nèi)容不得完全相似，抄襲或有2人/多人設(shè)計(jì)完全同樣者，不能通過；3、設(shè)計(jì)完畢后，應(yīng)上交課程設(shè)計(jì)文檔，文檔格式應(yīng)是學(xué)校課程設(shè)計(jì)的原則格式，所有學(xué)生的封面大小、格式也必須同樣；4、同步上交設(shè)計(jì)的軟盤(或以班刻錄光盤)。3.設(shè)計(jì)題目調(diào)度算法的模擬：模擬多種調(diào)度算法，并進(jìn)行調(diào)度性能分析。4.設(shè)計(jì)過程4.1設(shè)計(jì)思緒模擬了一種作業(yè)調(diào)度算法，其中用到了先來先服務(wù)算法（FCFS）、短作業(yè)優(yōu)先算法（SJF）、最高響應(yīng)比優(yōu)先算法（HRN）三種算法。如下，分別為三種算法的程序流程圖。4.2試驗(yàn)過程圖1-開始界面圖2–輸入作業(yè)的信息（名字、提交時(shí)間、運(yùn)行時(shí)間）圖3–選擇算法（FCFS、SJF、HRN）圖4、5–選擇FCFS算法后輸出成果圖6、7–選擇SJF算法后輸出成果圖8、9–選擇HRN算法后輸出成果4.3調(diào)度性能分析1.先來先服務(wù)算法（FCFS）長處：能體現(xiàn)公平性；缺陷：一旦一種較長的作業(yè)進(jìn)入系統(tǒng)后就會(huì)長時(shí)間的占用系統(tǒng)的資源，這樣假如有優(yōu)先級(jí)較高的短作業(yè)需要執(zhí)行的話需要等待很長時(shí)間。2.短作業(yè)優(yōu)先算法（SJF）長處：比前者改善了平均周轉(zhuǎn)時(shí)間和平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間，縮短作業(yè)的等待時(shí)間，提高系統(tǒng)的吞吐量；缺陷：對(duì)長作業(yè)非常不利，也許長時(shí)間得不到執(zhí)行，未能一句作業(yè)的緊迫程度來劃分執(zhí)行的優(yōu)先級(jí)，難以精確估計(jì)作業(yè)的執(zhí)行時(shí)間，從而影響調(diào)度性能。3.最高響應(yīng)比優(yōu)先算法（HRN）長處： 這種算法是對(duì)FCFS方式和SJF方式的一種綜合平衡。FCFS方式只考慮每個(gè)作業(yè)的等待時(shí)間而未考慮執(zhí)行時(shí)間的長短，而SJF方式只考慮執(zhí)行時(shí)間而未考慮等待時(shí)間的長短。因此，這兩種調(diào)度算法在某些極端狀況下會(huì)帶來某些不便。HRN調(diào)度方略同步考慮每個(gè)作業(yè)的等待時(shí)間長短和估計(jì)需要的執(zhí)行時(shí)間長短，從中選出響應(yīng)比最高的作業(yè)投入執(zhí)行。缺陷：由于長作業(yè)也有機(jī)會(huì)投入運(yùn)行，在同一時(shí)間內(nèi)處理的作業(yè)數(shù)顯然要少于SJF法，從而采用HRN方式時(shí)其吞吐量將不不小于采用SJF法時(shí)的吞吐量。此外，由于每次調(diào)度前要計(jì)算響應(yīng)比，系統(tǒng)開銷也要對(duì)應(yīng)增長。5.總結(jié)在設(shè)計(jì)中，我設(shè)想在理想狀況下將每個(gè)作業(yè)用一種構(gòu)造體來存儲(chǔ)其對(duì)應(yīng)的信息，并將各個(gè)構(gòu)造體用構(gòu)造體數(shù)組的形式組織到一起。在每個(gè)構(gòu)造體中將作業(yè)的作業(yè)名、進(jìn)入時(shí)間、運(yùn)行時(shí)間、周轉(zhuǎn)時(shí)間、帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間這些信息所有存入，以便后期的排序和輸出等待隊(duì)列信息。通過這幾次試驗(yàn)，我發(fā)現(xiàn)了自身的局限性，例如沒有很好的書寫習(xí)慣，考慮問題不周到，對(duì)于調(diào)度算法的理解不夠深入等。但在編程的過程中我體驗(yàn)到了一分耕耘一分收獲的喜悅；多次調(diào)試后程序成功運(yùn)行了，那時(shí)候的歡樂是我此前無法想象的。果然，學(xué)習(xí)任何一門課程，只要學(xué)得專心，都可以從中體會(huì)到學(xué)習(xí)的快樂。此后我的進(jìn)步，想必都是從這一點(diǎn)一點(diǎn)敲入編譯器的代碼中獲得的。6.代碼附錄#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#definegetpch(type)(type*)malloc(sizeof(type))structworktime{floatTb;//作業(yè)運(yùn)行時(shí)刻floatTc;//作業(yè)完畢時(shí)刻floatTi;//周轉(zhuǎn)時(shí)間floatWi;//帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間};structjcb{/*定義作業(yè)控制塊JCB

*/charname[10];//作業(yè)名floatsubtime;//作業(yè)提交時(shí)間floatruntime;//作業(yè)所需的運(yùn)行時(shí)間charresource;//所需資源floatRp;//后備作業(yè)響應(yīng)比charstate;//作業(yè)狀態(tài)structworktimewt;structjcb*link;//鏈指針}*jcb_ready=NULL,*j;typedefstructjcbJCB;floatT=0;voidsort()/*

建立對(duì)作業(yè)進(jìn)行提交時(shí)間排列函數(shù)*/{JCB*first,*second;intinsert=0;if((jcb_ready==NULL)||((j->subtime)<(jcb_ready->subtime)))/*作業(yè)提交時(shí)間最短的,插入隊(duì)首*/{j->link=jcb_ready;jcb_ready=j;T=j->subtime;j->Rp=1;}else/*

作業(yè)比較提交時(shí)間,插入合適的位置中*/{first=jcb_ready;second=first->link;while(second!=NULL){if((j->subtime)<(second->subtime))/*若插入作業(yè)比目前作業(yè)提交時(shí)間短,*/{/*插入到目前作業(yè)前面*/j->link=second;first->link=j;second=NULL;insert=1;}else/*

插入作業(yè)優(yōu)先數(shù)最低,則插入到隊(duì)尾*/{first=first->link;second=second->link;}}if(insert==0)first->link=j;}}voidSJFget()/*

獲取隊(duì)列中的最短作業(yè)

*/{JCB*front,*mintime,*rear;intipmove=0;mintime=jcb_ready;rear=mintime->link;while(rear!=NULL)if((rear!=NULL)&&(T>=rear->subtime)&&(mintime->runtime)>(rear->runtime)){front=mintime;mintime=rear;rear=rear->link;ipmove=1;}elserear=rear->link;if(ipmove==1){front->link=mintime->link;mintime->link=jcb_ready;}jcb_ready=mintime;}voidHRNget()/*

獲取隊(duì)列中的最高響應(yīng)作業(yè)

*/{JCB*front,*mintime,*rear;intipmove=0;mintime=jcb_ready;rear=mintime->link;while(rear!=NULL)if((rear!=NULL)&&(T>=rear->subtime)&&(mintime->Rp)<(rear->Rp)){front=mintime;mintime=rear;rear=rear->link;ipmove=1;}elserear=rear->link;if(ipmove==1){front->link=mintime->link;mintime->link=jcb_ready;}jcb_ready=mintime;}voidinput()/*

建立作業(yè)控制塊函數(shù)*/{inti,num;printf("\npleseinputthenumberofthejob:");scanf("%d",&num,2);for(i=0;i<num;i++){printf("\ntheordernumberofthejobNo.%d:\n",i);j=getpch(JCB);printf("\npleaseinputthenameofthejob:");scanf("%s",j->name);printf("\npleaseinputthetimewhenthejobwassubmitted:");scanf("%f",&j->subtime);printf("\npleaseinputtheruntimeofthejob:");scanf("%f",&j->runtime);printf("\n");j->state='w';j->link=NULL;sort();/*

調(diào)用sort函數(shù)*/}}intspace(){intl=0;JCB*jr=jcb_ready;while(jr!=NULL){l++;jr=jr->link;}return(l);}voiddisp(JCB*jr,intselect)/*建立作業(yè)顯示函數(shù),用于顯示目前作業(yè)*/{if(select==3)printf("\nworkservicetimeresponseratioruntimecompletetimeturnovertimeweightedturnovertime\n");elseprintf("\nworkservicetimeruntimecompletetimeturnovertimeweightedturnovertime\n");printf("|%s\t",jr->name);printf("|%.2f\t",jr->runtime);if(select==3)printf("|%.2f",jr->Rp);if(j==jr){printf("|%.2f\t",jr->wt.Tb);printf("|%.2f",jr->wt.Tc);printf("|%.2f\t",jr->wt.Ti);printf("|%.2f",jr->wt.Wi);}printf("\n");}voidcheck(intselect)/*建立作業(yè)查看函數(shù)*/{JCB*jr;printf("\n****therunningjobis:%s",j->name);/*顯示目前運(yùn)行作業(yè)*/disp(j,select);jr=jcb_ready;printf("\n****thecurrentreadyqueueis:\n");/*顯示就緒隊(duì)列狀態(tài)*/while(jr!=NULL){jr->Rp=(T-jr->subtime)/jr->runtime;disp(jr,select);jr=jr->link;}destroy();}intdestroy()/*建立作業(yè)撤銷函數(shù)(作業(yè)運(yùn)行結(jié)束,撤銷作業(yè))*/{printf("\njob[%s]iscompleted.\n",j->name);free(j);}voidrunning(JCB*jr)/*建立作業(yè)就緒函數(shù)(作業(yè)運(yùn)行時(shí)間到,置就緒狀態(tài)*/{if(T>=jr->subtime)jr->wt.Tb=T;elsejr->wt.Tb=jr->subtime;jr->wt.Tc=jr->wt.Tb+jr->runtime;jr->wt.Ti=jr->wt.Tc-jr->subtime;jr->wt.Wi=jr->wt.Ti/jr->runtime;T=jr->wt.Tc;}intmain()/*主函數(shù)*/{intselect=0,len,h=0;floatsumTi=0,sumWi=0;input();len=space();printf("\n\t1.FCFS2.SJF3.HRN\n\npleasechooseaAlgorithm:");scanf("%d",&select);while((len!=0)&&(jcb_ready!=NULL)){h++;printf("\nexcute%djob\n",h);j=jcb_ready;jcb_ready=j->link;j->link=NULL;j->state='R';running(j);sumTi+=j->wt.Ti;sumWi+=j->wt.Wi;check(select);if(select==2&&h<len-1)SJFget();if(select==3&&h<