1实验一先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法

操作系统实验一 FCFS和SJF 实验报告含代码

实验一 先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法

一：需求分析

程序设计的任务：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x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。

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。

（1）输入的形式和输入值的范围

为免去测试时候需要逐步输入数据的麻烦，输入时采用输入文件流方式将数据放在.txt文件中，第一行为进程个数，第二行为进程到达时间（各个进程的到达时间之间用空格隔开），第三行为进程的服务时间（每个服务时间之间用空格隔开）。

（2）输出的形式 模拟整个调度过程，输出每个时刻的进程运行状态，同时输出了每个进程的完成时间，并且按要求输出了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以及带权平均周转时间。

（3）程序所能达到的功能

能够模拟出进程的先来先服务FCFS算法和短作业优先SJF算法的调度过程，输入进程个数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，3-退出，用户做出选择即可输出对应的算法调度过程或者退出程序。

（4）测试数据，包括正确的输入及其输出结果和含有错误的输入及其输出结果 测试数据及其输出结果： 也可看下面截图的测试结果

二：概要设计

程序包括主函数、FCFS算法函数、SJF算法函数、输出函数； 主函数流程：输入文件中的数据—显示各进程数据—选择算法—调用相应算法的函数—输出结果

三：详细设计 算法流程图：

操作系统实验一 FCFS和SJF 实验报告含代码

FCFS 先来先服务算法流程图：

开始

按排好的顺序第一 个进程先进行

Y 判断上一个进程的完 成时间是否大于下一 个进程的到达时间

N

下一个进程的开始时间从 上个进程的完成时间开始

下一个进程的开始时间从 它本身的到达时间开始

更新各数据

循环累加， 求总的 周转时间， 总的带 权周转时间

求平均周转时间， 带权周转时间

输出结果

调用结束

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SJF 算法流程图：

开始

初始化数据

N

利用一个 for

循环判断 是否找到短作业

Y

直接进入下一未完成进程并且 FinishTime[Short]=ArrivalTime[Short ]+ServiceTime[Short]

FinishTime[Short]=Finish+ServiceTi me[Short]

Finish=FinishTime[ Short]

计算周转时间、带 权周转时间

计算总的周转时 间、总的带权周转 时间

计算平均周转时 间、平均带权周转 时间

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四：调试分析

(1)：调试过程中遇到的问题以及解决方法，设计与实现的回顾讨论和分析； 开始的时候没有判断进程是否到达，导致短进程优先算法运行结果错误，后来加上了判断语句后就解决了改问题。

(2)：算法的性能分析及其改进设想；

即使用户输入的进程到达时间没有先后顺序也能准确的计算出结果。（加循环，判断各个进程的到达时间先后，组成一个有序的序列） (3)：经验和体会。 通过本次实验，深入理解了先来先服务和短进程优先进程调度算法的思想，培养了自己的动手能力，通过实践加深了记忆。 五：用户使用说明

在同一目录下的.txt文件中按输入要求输入相关数据，并且根据提示选择相应的算法。 六：测试结果

测试数据：输出结果：

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七：附录 源程序：

#include<iostream> #include<iomanip> //格式化输出结果 #include<sstream> //读取文件 #include<fstream> //读取文件 using namespace std; const int MaxNum=100; int ArrivalTime[MaxNum]; //到达时间 int ServiceTime[MaxNum]; //服务时间 int FinishTime[MaxNum]; //完成时间 int WholeTime[MaxNum]; //周转时间 double WeightWholeTime[MaxNum]; //带权周转时间 double AverageWT_FCFS,AverageWT_SJF; //平均周转时间 double AverageWWT_FCFS,AverageWWT_SJF; //平均带权周转时间

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void FCFS(int n); //先来先服务 void SJF(int n); //短作业优先 void print(int n,int array[]); void print(int n,double array[]); void printproceed(int n); //输出FCFS进程运行状态

void main() { int n,i,j; //n:进程数；i、j:循环计数变量 ifstream in("text.txt");//读文件 string s; for(i=0;i<3,getline(in,s);i++) { //当i=0读入进程数n ；i=1读入各进程到达时间 ；i=2读入各进程服务时间 istringstream sin(s); switch(i) { case 0: sin>>n; break; case 1: for(j=0;j<n;j++) sin>>ArrivalTime[j]; break; case 2: for(j=0;j<n;j++) sin>>ServiceTime[j]; break; } } //显示各进程数据 cout<<setfill(' ')<<setw(7)<<"进程名"<<setw(1)<<""; char ch='A'; for(i=0;i<n;i++) cout<<setw(3)<<char(ch+i); cout<<endl<<"到达时间"; for(i=0;i<n;i++) cout<<setw(3)<<ArrivalTime[i]; cout<<endl<<"服务时间"; for(i=0;i<n;i++) cout<<setw(3)<<ServiceTime[i]; cout<<endl; //选择算法：先来先服务FCFS-->1 短作业优先SJF-->2 关闭-->0

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cout<<"请选择算法: FCFS-->1 SJF-->2 退出-->0"<<endl<<"选择:"; int choice; cin>>choice; while(choice!=0) //直到输入值为0跳出循环，结束程序 { while(choice!=1 && choice !=2 && choice!=0 ) { cout<<"Please enter 0, 1 or 2!"<<endl; cin>>choice; } if(choice==0) return; if(choice==1) FCFS(n); //进行先来先服务FCFS算法 else SJF(n); //进行短作业优先服务SJF算法 cout<<endl<<"请选择: FCFS-->1 SJF-->2 退出-->0"<<endl<<"选择:"; cin>>choice; } return; }

//------------------先来先服务---------------------------------------- void FCFS(int n) { //第一个进程先服务 FinishTime[0]=ArrivalTime[0]+ServiceTime[0]; WholeTime[0]=FinishTime[0]-ArrivalTime[0]; WeightWholeTime[0]=double(WholeTime[0])/double(ServiceTime[0]); for(int i=1;i<n;i++) { if(FinishTime[i-1]>ArrivalTime[i]) FinishTime[i]=FinishTime[i-1]+ServiceTime[i];//如果上一个进程的完成时间大于下一个进程的到达时间， //那么下一个进程的开始时间从上一个进程的完成时间开始 else FinishTime[i]=ArrivalTime[i]+ServiceTime[i];//否则，下一个进程的开始时间从它本身的到达时间开始 WholeTime[i]=FinishTime[i]-ArrivalTime[i]; WeightWholeTime[i]=double(WholeTime[i])/double(ServiceTime[i]);

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} double totalWT=0,totalWWT=0; for(int j=0;j<n;j++) { //循环累加，求总的周转时间，总的带权周转时间 totalWT+=WholeTime[j]; totalWWT+=WeightWholeTime[j]; } AverageWT_FCFS=totalWT/double(n); AverageWWT_FCFS=totalWWT/double(n); //输出各结果 cout<<"---------先来先服务FCFS--------------"<<endl; cout<<"完成时间分别为:"; print(n,FinishTime); cout<<"周转时间分别为:"; print(n,WholeTime); cout<<"带权周转时间分别为:"; print(n,WeightWholeTime); cout<<"平均周转时间:"<<AverageWT_FCFS<<endl; cout<<"平均带权周转时间:"<<AverageWWT_FCFS<<endl; printproceed(n); }

//------------------短作业优先-------------------------------- void SJF(int n) { int Short; //存放当前最短作业的序号 int Finish=0; //存放当前完成时间 double totalWT=0,totalWWT=0; for(int a=0;a<n;a++) //初始化完成时间为0 FinishTime[a]=0; int i; //循环计数累加变量 for(i=0;i<n;i++) { int tag=0; //用于标记当前完成时间内，是否找到短作业 int Max=10000; for(int j=0;j<n;j++) { if(FinishTime[j]==0 && ArrivalTime[j]<=Finish && ServiceTime[j]<=Max) { Max=ServiceTime[j]; Short=j; tag=1;

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}

} } if(tag==1) { //找到短作业 FinishTime[Short]=Finish+ServiceTime[Short]; } if(tag==0) { //未找到 for(int k=0;k<n,FinishTime[k]==0;k++) { //直接进入下一未完成进程 Short=k; break; } FinishTime[Short]=ArrivalTime[Short]+ServiceTime[Short]; } Finish=FinishTime[Short]; }

for(i=0;i<n;i++)

{ //计算周转时间、带权周转时间 WholeTime[i]=FinishTime[i]-ArrivalTime[i]; WeightWholeTime[i]=double(WholeTime[i])/double(ServiceTime[i]); }

for(int j=0;j<n;j++)

{ //计算总的周转时间、总的带权周转时间 totalWT+=WholeTime[j]; totalWWT+=WeightWholeTime[j]; }

AverageWT_FCFS=totalWT/double(n); AverageWWT_FCFS=totalWWT/double(n);

//输出各值

cout<<"---------短作业优先SJF--------------"<<endl; cout<<"完成时间:"; print(n,FinishTime); cout<<"周转时间:"; print(n,WholeTime); cout<<"带权周转时间:"; print(n,WeightWholeTime);

cout<<"平均周转时间:"<<AverageWT_FCFS<<endl;

cout<<"平均带权周转时间:"<<AverageWWT_FCFS<<endl; printproceed(n);

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void print(int n,int array[]) { //打印int型数组 for(int i=0;i<n;i++) cout<<array[i]<<" "; cout<<endl; }

void print(int n,double array[]) { //打印double型数组 for(int i=0;i<n;i++) cout<<array[i]<<" "; cout<<endl; }

void printproceed(int n)

{ //打印各时刻各进程的运行情况 char ch='A'; for(int i=0;i<n;i++) { int StartTime=FinishTime[i]-ServiceTime[i]; cout<<"时刻"<<StartTime<<":进程"<<char(ch+i)<<"开始运行"<<endl; cout<<"时刻"<<FinishTime[i]<<":进程"<<char(ch+i)<<"停止运行"<<endl; } }

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/kzpi.html