广工大操作系统实验报告-作业调度.doc

广东工业大学实验报告自动化学院网络工程专业 11(3)班学号 3111001381 姓名何宇航成绩评定_______ 教师签名钟灵实验 2题目作业调度课程名称操作系统 8 作业调度模拟程序一、实验目的本实验要求学生模拟作业调度的实现, 用高级语言编写和调试一个或多个作业调度的模拟程序,了解作业调度在操作系统中的作用,以加深对作业调度算法的理解。二、实验内容和要求为单道批处理系统设计一个作业调度程序(1) 编写并调试一个单道处理系统的作业调度模拟程序。(2) 作业调度算法: 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。 I. 先来先服务: 就是每次调度都是从后备作业队列中, 选择一个最先进入该队列的作业,将它调入内存,为它分配资源、创建进程,然后放入就绪队列,投入运行,一直运行到完成或发生某事件而阻塞后,才放弃处理。 II. 最短作业优先: 是从后备队列中选择一个估计运行时间最短的作业, 将它调入内存运行并一直执行到完成,或发生某事件而被阻塞放弃处理时,再重新调度。 III. 响应比高者优先: 是通过计算出作业的响应比, 按响应比高而进行调度的, 其计算公式是:优先权=(等待时间+ 要求服务时间) / 要求服务时间. (3) 由于在单道批处理系统中,作业一投入运行,它就占有计算机的一切资源直到作业完成为止,因此调度作业时不必考虑它所需要的资源是否得到满足,它所占用的 CPU 时限等因素。(4) 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。(5) 对每种调度算法都要求打印每个作业开始运行时刻、完成时刻、周转时间、带权周转时间, 以及这组作业的平均周转时间及带权平均周转时间,并比较各种算法的优缺点。三、实验主要仪器设备和材料硬件环境: IBM-PC 或兼容机软件环境: C 语言编程环境四、实验原理及设计方案调度也称 dispatcher , 这是内核的主要职责之一。一个良好的任务调度算法应该主要体现在以下几个方面: 1. 公平: 保证每个进程得到合理的 CPU 时间; 2. 高效:使 CPU 保持忙碌状态, 即总是有进程在 CPU 上运行; 3. 响应时间: 使交互用户的响应时间尽可能短; 4. 周转时间: 使批处理用户等待输出的时间尽可能短; 5. 吞吐量: 使单位时间内处理的进程尽可能多; 很显然在任何操作系统中这几个目标不可能同时达到所以不同的。操作系统会在这几个方面中做出相应的取舍从而确定自己的调度算法, 常用的处理机调度算法有: 先来先服务 FCFS 、短作业优先 SJF 、优先级、时间片轮转法、多级队列法、多级反馈队列法。(1) 先来先服务( FCFS) 广东工业大学实验报告自动化学院网络工程专业 11(3)班学号 3111001381 姓名何宇航成绩评定_______ 教师签名钟灵实验 2题目作业调度课程名称操作系统 9 FCFS 是最简单的 CPU 调度算法, 即按进程到来的先后次序进行调度, 这样在系统中等待时间最长的进程被优先调度,而不管其所需运行时间的长短。(2) 作业优先 SJF 算法是指当 CPU 可供使用时 SJF 算法把 CPU 分给需要运行时间最短的进程。(3) 时间片轮转调度法当两个或两个以上任务有同样优先级, 内核允许一个任务运行事先确定的一段时间叫做时间额度 quantum , 然后切换给另一个任务也叫做时间片调度 time slicing , 内核在满足以下条件时把 CPU 控制权交给下一个就绪态的任务, 当前任务已无事可做,当前任务在时间片还没结束时已经完成了。轮转法主要是为分时系统设计的, 其中时间片是一个重要的参数, 不能取的过大或过小,通常为 10至 100ms 数量级,就绪队列可以看成是一个环形队列, CPU 调度程序轮流地把 CPU 分给就绪队列中地每个进程。五、流程图开始作业调度算法? 初始化作业 JCB 和资源 source ,所有作业按照先后顺序排列,作业提交时间为系统默认时间 p->ptime=Systemtim ,作业完成时间 p->ftime=0 用先来先服务算法调度队首作业投入运行,更改作业状态为 R,记住作业开始运行时间,修改下一作业指针等,计算运行作业 i的完成时刻,周转时间和带权周转时间用短作业算法调度需求时间最短的作业投入运行,更改作业状态为 R,记住作业开始运行时间,修改下一作业指针等,计算运行作业 i的完成时刻,周转时间和带权周转时间用响应比高优先算法,先计算所有作业高响