操作系統(tǒng)實驗C語言編寫——作業(yè)調(diào)度

1、石家莊經(jīng)濟學院實習報告(學 院)系: 信息工程學院 專 業(yè): 計算機科學與技術(shù)姓 名: 江丹 班 級: 專接本2班 學 號: 1 指導教師: 張有華 2012年 6 月 22 日操作系統(tǒng)課程實習報告學號：1 姓名：江丹 起迄日期：2012/6/112012/6/16指導教師：張有華 實習地點：206室實習題目：采用先來先服務(wù)算法和運行時間最短者優(yōu)先算法模擬設(shè)計作業(yè)調(diào)度程序。1 實習內(nèi)容模擬批處理多道操作系統(tǒng)的作業(yè)調(diào)度2 實習目的每個用戶請求計算機計算的一個計算任務(wù)叫做一個作業(yè)。一個作業(yè)從輸入初始數(shù)據(jù)到得到計算結(jié)果，要經(jīng)過若干個步驟的相繼執(zhí)行。例如，編輯、編譯、運行等，其中每一個步驟稱作一個作業(yè)

2、步。用戶向系統(tǒng)提出作業(yè)加工步驟的方式稱作業(yè)控制方式，作業(yè)控制方式有兩種：終端控制方式（又稱直接控制方式或聯(lián)機控制方式）和批處理控制方式（又稱自動控制方式或脫機控制方式）。在批處理控制方式下，用戶采用系統(tǒng)提供的作業(yè)控制語言（JCL）寫好作業(yè)說明書，說明作業(yè)加工的步驟。操作員把一批作業(yè)組織成輸入流，通過“預輸入”手段使每個作業(yè)的信息（包括作業(yè)說明書、源程序、初始數(shù)據(jù)等）暫存在輔助存儲器的“輸入井”中。批處理多道操作系統(tǒng)的作業(yè)管理有兩個任務(wù)：作業(yè)調(diào)度和作業(yè)控制。采用多道程序設(shè)計方法的操作系統(tǒng)，在系統(tǒng)中要經(jīng)常保留多個運行的作業(yè)，以提高系統(tǒng)效率。作業(yè)調(diào)度從系統(tǒng)已接納的暫存在輸入井中的一批作業(yè)中挑選出若干

3、個可運行的作業(yè)，并為這些被選中的作業(yè)分配所需的系統(tǒng)資源。對被選中運行的作業(yè)必須按照它們各自的作業(yè)說明書規(guī)定的步驟進行控制。本實習要求學生模擬作業(yè)調(diào)度的實現(xiàn)，了解作業(yè)調(diào)度在操作系統(tǒng)中的作用。3 實習步驟第一步：首先對整個題目進行分析，包括對作業(yè)、主存的定義類型。第二步：對流程圖進行分析，分析一些細節(jié)代碼。第三步：根據(jù)程序流程圖寫代碼并調(diào)節(jié)一些細節(jié)錯誤。第四步：運行看結(jié)果，這里主要看內(nèi)存根據(jù)作業(yè)的要求對分配情況。3.1 需求分析本次實驗是在預輸入五道作業(yè)的基礎(chǔ)上初始化，并通過作業(yè)的需求更改主存的輸出顯示情況，首先是輸入5道作業(yè)，分別使用先來先服務(wù)算法和最短時間優(yōu)先算法分配內(nèi)存，最后進行內(nèi)存的回收。

4、3.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計與說明定義作業(yè)中的變量-資源需求：typedef struct sourceint size; /資源要求大小int tape_count; /資源要求磁帶數(shù)src;定義作業(yè)：typedef struct jobwork char username10; /用戶名 char jobname10; /作業(yè)名 char state5; /運行狀態(tài) int runtime; /運行時間 src source; /資源需求（結(jié)構(gòu)體類型見上） struct jobwork *next; /下一個指針job;定義內(nèi)存：typedef struct memory int size;/內(nèi)存

5、大小 int tape_count;/內(nèi)存磁帶數(shù) char jobname10;/內(nèi)存中存在的作業(yè)名（首次為空） char username10;/內(nèi)存中作業(yè)的用戶名 char state5;/內(nèi)存中作業(yè)的狀態(tài) int job_count;/內(nèi)存中作業(yè)個數(shù) struct memory *next;/內(nèi)存下一個指針mem;3.3 算法設(shè)計第一部分：初始化作業(yè)表 while(i<=2)p=(job*)malloc(sizeof(struct jobwork);/分配內(nèi)存空間 scanf("%st%st%st%dt%dt%d",p->username,p->jo

6、bname,p->state,&(p->runtime),&(p->source.size),&(p->source.tape_count);p->next=NULL; if(head=NULL)head=p;elseq->next=p;q=p;i+; 第二部分：統(tǒng)計合適的作業(yè)的個數(shù)while(p!=NULL&&strcmp("收容",p->state)=0&&p->source.size<=mem1.size&&p->source.tape_

7、count<=mem1.tape_count)mem1.job_count+; p=p->next; 第三部分：執(zhí)行先來先服務(wù)算法，為作業(yè)分配內(nèi)存；最短作業(yè)優(yōu)先算法采用的是一樣的原理，鏈表指針由頭往后指下去，只不過先前部分運用了冒泡方法，把時間由短到長拍了下順序。while(p!=NULL&&strcmp("收容",p->state)=0&&p->source.size<=mem1.size&&p->source.tape_count<=mem1.tape_count) mem1.si

8、ze=mem1.size-p->source.size;/分配主存空間 mem1.tape_count=mem1.tape_count-p->source.tape_count;/分配磁帶數(shù) printf("%dt%dn",mem1.size,mem1.tape_count); strcpy(p->state,"執(zhí)行");/將選到的作業(yè)狀態(tài)改為執(zhí)行 printf("%st%snn",p->jobname,p->username);第四部分：回收內(nèi)存while(p1!=NULL&&p!=NU

9、LL&&strcmp(p->state,"完成")mem1.size=mem1.size+p->source.size;mem1.tape_count=mem1.tape_count+p->source.tape_count;printf("%dt%dtn",mem1.size,mem1.tape_count);mem1.job_count-;p=p->next;p1=p1->next;本程序主要用C語言實現(xiàn)，中間只調(diào)用了一次冒泡函數(shù)，其余均在主函數(shù)中利用if和else以及循環(huán)語句實現(xiàn)。每次循環(huán)都把p指針指向

10、頭指針head，依次循環(huán)下去。每次函數(shù)傳進去的值也都是jobwork類型的頭指針head或p。下面是本程序流程圖：錯誤！鏈接無效。程序流程圖在此給各模塊的功能、入口參數(shù)、出口參數(shù)及模塊之間的調(diào)用關(guān)系；算法如果使用程序流程圖描述，圖要求用VISIO畫，圖中的文字用5號（以下同樣要求）。4 程序?qū)崿F(xiàn)及運行結(jié)果分析先來先服務(wù)算法調(diào)度作業(yè)：本程序暫時采用了三道作業(yè)，運行結(jié)果如下：先來先調(diào)度算法結(jié)果圖結(jié)果分析：² 起初程序輸入3道作業(yè)（用戶名、作業(yè)名、狀態(tài)、運行時間、資源需求（主存，磁帶數(shù)）² 輸入大于0.5的數(shù)，讓程序首先進行作業(yè)查找。查找到合適的作業(yè)，然后對其中的兩道作業(yè)分配內(nèi)存

11、空間，這里截取的是先來先服務(wù)算法程序的結(jié)果圖。可以看到，100內(nèi)存空間，磁帶數(shù)為5的主存儲器中，先對第一道作業(yè)分配了空間，后又對第二道作業(yè)分配了空間，并顯示主存分配空間后的大小以及每道作業(yè)運行的情況。本實驗題目先來先服務(wù)算法調(diào)度作業(yè)，采用了鏈表的方式，先輸入的作業(yè)即為先來到的作業(yè)的方法。² 下面開始查找內(nèi)存表：輸入一個小于0.5的數(shù)，查找處于執(zhí)行狀態(tài)的作業(yè)，并輸入該作業(yè)的作業(yè)名和用戶名，手動結(jié)束該作業(yè)的進程，置為完成態(tài)，回收該道作業(yè)的內(nèi)存大小和磁帶數(shù)。最短時間優(yōu)先算法調(diào)度作業(yè)：最短時間優(yōu)先調(diào)度結(jié)果圖結(jié)果分析：² 起初程序輸入3道作業(yè)（用戶名、作業(yè)名、狀態(tài)、運行時間、資源需求

12、（主存，磁帶數(shù)）² 輸入大于0.5的數(shù)，讓程序首先進行作業(yè)查找。查找到合適的作業(yè)，然后對其中的兩道作業(yè)分配內(nèi)存空間，這里截取的是先來先服務(wù)算法程序的結(jié)果圖?？梢钥吹剑?00內(nèi)存空間，磁帶數(shù)為5的主存儲器中，首先對時間最短的作業(yè)分配內(nèi)存，執(zhí)行調(diào)度，然后一次按時間長短進行分配。² 下面開始查找內(nèi)存表：輸入一個小于0.5的數(shù)，查找處于執(zhí)行狀態(tài)的作業(yè)，并輸入該作業(yè)的作業(yè)名和用戶名，手動結(jié)束該作業(yè)的進程，置為完成態(tài)，回收該道作業(yè)的內(nèi)存大小和磁帶數(shù)。4.1 程序源代碼先來先服務(wù)調(diào)度-代碼：參見文件夾LAB01_1（源代碼所在的文件夾鏈接）最短時間優(yōu)先調(diào)度-代碼：參見文件夾LAB01_1

13、（源代碼所在的文件夾鏈接）4.2 程序運行結(jié)果 程序運行結(jié)果見圖（一、二、三）這里先來先服務(wù)算法輸入的測試用例為三道作業(yè)：分別為：aare收容43321nndr收容32212ookj收容65321最短時間優(yōu)先算法的測試用例：88rr收容43272ttww收容32241yyqq收容403315 實習總結(jié)1、本次實驗過程中，通過此次題目，掌握了了作業(yè)調(diào)度內(nèi)存分配的一些基本原理。對先來先服務(wù)、最短時間優(yōu)先算法靈活的進行運用。是此次作業(yè)調(diào)度實驗順利完成。2、實驗中出現(xiàn)的問題：對單鏈表操作、malloc動態(tài)分配內(nèi)存空間運用出現(xiàn)了問題，有好幾次輸出指針，產(chǎn)生錯誤，認識到了，指針是地址，不能以字符串的形式輸入，真正應該輸出的是指針里邊的內(nèi)容，指針只是個地址。經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)存溢出問題。遇到的最棘手的問題是，malloc函數(shù)為單鏈表分配內(nèi)存，指針的指向問題。不過，自己積極思考，在老師的幫助下，解決了這個問題。按照