操作系统 先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法 java版.doc

实验一 先来先服务fcfs和短作业优先sjf进程调度算法1、 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。2、 试验内容问题描述：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, ,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。3、 程序要求：1）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。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和带权周转时间，并且计算所有进程的平均周转时间和带权平均周转时间；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以及带权平均周转时间。4、 需求分析(1) 输入的形式和输入值的范围算法选择：fcfs-“1”，选sjf-“2”真实进程数各进程的到达时间各进程的服务时间(2) 输出的形式模拟整个调度过程、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输入进程个数num，每个进程到达时间arrivaltimei，服务时间servicetimei。采用先来先服务fcfs或者短作业优先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num个进程的平均周转时间和平均带权周转时间。(4) 测试用例5、 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。基本完成的设计所要实现的功能，总的来说，fcfs编写容易，sjf需要先找到已经到达的进程，再从已经到达的进程里找到进程服务时间最短的进程，再进行计算。根据我所写的fcfs和sjf算法，如果用户输入的数据没有按照到达时间的先后顺序，程序将出现问题？解决办法：利用冒泡排序，根据达到时间的先后顺序进行排序。从第二个进程开始，算法需要判断已在等待的进程，如果分批进行判断与处理，规律性不强，代码很难实现？解决办法：通过牺牲效率的方式，进行一个个判断与处理。为此，引入变量当前时间、用零标记已处理过进程等方式，实现已在等待进程的判断与判断。(2)算法的改进设想改进：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。（就是再加个循环，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。6、 测试结果(1) fifs算法:文件流输入算法选择,进程个数,进程的达到时间和服务时间输出(2) fifs算法:文件流输入算法选择,进程个数,进程的达到时间和服务时间输出7、 附录(java)package experiment;import java.io.bufferedinputstream;import java.io.fileinputstream;import java.io.filenotfoundexception;import java.text.decimalformat;import java.util.scanner;/先来先服务fcfs和短作业优先sjf进程调度算法public class a_fjfs_sjf / 声明变量/ 允许的最大进程数public static int maxnum = 100;/ 真正的进程数public static int realnum;/ 当前时间public static int nowtime;/ 各进程的达到时间public static int arrivaltime = new intmaxnum;/ 各进程的服务时间public static int servicetime = new intmaxnum;/ 各进程的服务时间(用于sjf中的临时数组)public static int servicetime_sjf = new intmaxnum;/ 各进程的完成时间public static int finishtime = new intmaxnum;/ 各进程的周转时间public static int wholetime = new intmaxnum;/ 各进程的带权周转时间public static double weightwholetime = new doublemaxnum;/ fcfs和sjf的平均周转时间public static double averagewt_fcfs, averagewt_sjf;/ fcfs和sjf的平均带权周转时间public static double averagewwt_fcfs, averagewwt_sjf;/ fcfs中的周转时间总和public static int sumwt_fcfs = 0;/ fcfs中的带权周转时间总和public static double sumwwt_fcfs = 0;/ sjf中的周转时间总和public static int sumwt_sjf = 0;/ sjf中的带权周转时间总和public static double sumwwt_sjf = 0;public static scanner stdin;public static void main(string args) throws filenotfoundexception / 从文件中输入数据bufferedinputstream in = new bufferedinputstream(new fileinputstream(./file/01);system.setin(in);stdin = new scanner(system.in);int choice = stdin.nextint(); / 算法选择：fcfs-“1”，选sjf-“2”realnum = stdin.nextint(); /真实进程数for (int i = 0; i realnum; i+) /各进程的到达时间arrivaltimei = stdin.nextint(); for (int j = 0; j realnum; j+) /各进程的服务时间servicetimej = stdin.nextint();servicetime_sjfj = servicetimej;stdin.close();/ 算法选择：1-fcfs，2-sjf；if (choice = 1) fcfs(); else if (choice = 2) sjf(); else system.out.println(算法选择错误);/先来先服务fcfs进程调度算法public static void fcfs() / 到达时间的冒泡排序，完成时间随之变动（使先到者排在前面，后到者排在后面）sort();/ 计算每个进程的完成时间、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finishtime0 = arrivaltime0 + servicetime0;wholetime0 = servicetime0;weightwholetime0 = (double) wholetime0 / servicetime0;averagewt_fcfs = averagewwt_fcfs = 0;averagewt_fcfs = averagewt_fcfs + wholetime0;averagewwt_fcfs = averagewwt_fcfs + weightwholetime0;for (int j = 1; j finishtimej-1) /该进程是否在等待finishtimej = arrivaltimej + servicetimej;wholetimej = servicetimej; else /该进程已在等待finishtimej = finishtimej-1 + servicetimej;wholetimej = finishtimej-1 - arrivaltimej + servicetimej;weightwholetimej = (double)wholetimej / servicetimej;for (int i = 0; i realnum; i+) /计算总周转时间、总带权周转时间sumwt_fcfs = sumwt_fcfs + wholetimei; sumwwt_fcfs = sumwwt_fcfs + weightwholetimei;averagewt_fcfs = (double)sumwt_fcfs / realnum; /平均周转时间averagewwt_fcfs = (double)sumwwt_fcfs / realnum; /平均带权周转时间/ 输出每个进程的完成时间、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output(1);/短作业优先sjf进程调度算法public static void sjf() / 到达时间的冒泡排序，完成时间随之变动（使先到者排在前面，后到者排在后面）sort();int min = 0;nowtime = arrivaltime0 + servicetime0;/ 计算第一次的nowtimefinishtime0 = servicetime0;/ 计算第一个进程的完成时间servicetime_sjf0=1000;/赋初值。int allin = 0, j, k;for (int i = 1; i realnum; i+)/ 进入循环，从第二个到达的进程开始k = 1;min = 0;if (allin = 0)/ 找到已经到达的进程个数for (j = 0; arrivaltimej = nowtime & j = realnum) allin = 1; else j = realnum;j = j - 1;/ j是已经到达的进程数（减去已经计算过的第一个进程）while (k servicetime_sjfk)/比较，找到服务时间最短的进程min=k;k+;servicetime_sjfmin = 0;/ 找完后置零，便于下一次循环时跳过nowtime += servicetimemin;/ 累加当前时间finishtimemin = nowtime;/ 完成时间for (int i = 0; i realnum; i+)/ 计算周转时间，带权周转时间，总的周转时间和总的带权周转时间wholetimei = finishtimei - arrivaltimei;weightwholetimei = (double)wholetimei / servicetimei;sumwt_sjf += wholetimei;sumwwt_sjf += weightwholetimei;averagewt_sjf = (double)sumwt_sjf / realnum;/ 平均周转时间averagewwt_sjf = (double)sumwwt_sjf / realnum;/ 平均带权周转时间/ 输出每个进程的完成时间、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output(2);/ 到达时间的冒泡排序，完成时间随之变动（使先到者排在前面，后到者排在后面）public static void sort() int temp1 = 0;int temp2 = 0;for (int i = 0; i realnum - 1; i+) for (int j = 0; j arrivaltimej + 1) temp1 = arrivaltimej;temp2 = servicetimej;arrivaltimej = arrivaltimej + 1;servicetimej = servicetimej + 1;arrivaltimej + 1 = temp1;servicetimej + 1 = temp2;/ 输出每个进程的完成时间、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/ a=1:输出fcfs结果 a=2:输出sjf结果public static void output(int a) int k;decimalformat format = new decimalformat(#.00);system.out.print(到达时间 :);for (k = 0; k realnum; k+) system.out.print(arrivaltimek + );system.out.println();system.out.print(服务时间 :);for (k = 0; k realnum; k+) system.out.print(servicetimek + );system.out.println();system.out.print(完成时间 :);for (k = 0; k realnum; k+) system.out.print(finishtimek + );system.out.println();system.out.print(周