操作系统—— 作业调度实验

### 操作系统——作业调度实验知识点 #### 一、实验目的 本次实验旨在通过实际操作加深学生对于操作系统中作业调度机制的理解。通过使用高级编程语言（如C、C++或Java）来模拟作业调度的过程，学生能够更好地理解作业调度算法在实际操作系统中的应用及其重要性。 #### 二、实验内容详解 ##### 1、平台或环境 实验要求在Windows操作系统下的PC机上进行。可以选择使用C、C++或Java等编程语言。这些语言的选择主要是因为它们在系统编程领域具有广泛的应用基础，同时提供了良好的性能和灵活性。 ##### 2、实验内容 - **编写并调试一个单道处理系统的作业调度模拟程序**：单道处理系统是指在任何给定的时间点，只允许一个作业执行的系统。在这种系统中，一旦一个作业开始执行，它将一直运行到完成为止，期间不会切换到其他作业。因此，在设计作业调度算法时，无需考虑资源分配和抢占等问题。 - **作业调度算法**：本次实验要求实现以下几种调度算法： - **先来先服务（First-Come First-Served, FCFS）**：按照作业到达的顺序进行调度。即，最先到达的作业首先被调度执行。 - **最短作业优先（Shortest Job First, SJF）**：选择剩余运行时间最短的作业优先执行。这是一种非抢占式算法。 - **最短剩余时间优先（Shortest Remaining Time First, SRTF）**：与SJF类似，但在运行过程中如果出现了一个更短的作业，则会立即切换到该作业执行。这是一种抢占式的算法。 - **作业控制块（Job Control Block, JCB）**：每个作业都有一个JCB，其中包含了关于作业的重要信息，如作业名、提交时间、所需运行时间、所需资源、作业状态等。 - **作业状态**：等待（W）、运行（R）、完成（F）。初始状态为等待。 - **算法评估**：要求计算并打印出每个作业的开始运行时刻、完成时刻、周转时间、带权周转时间，以及所有作业的平均周转时间和带权平均周转时间。这有助于分析不同算法的性能特点和优缺点。 #### 三、实验步骤详解 1. **技术要求**：熟悉C/C++/Java等编程语言，能够编写作业调度程序。 2. **实验步骤**： - **选择一种作业调度算法**：根据实验内容，可以选择FCFS、SJF或SRTF算法中的任意一种。 - **分析算法的主要思想**：例如，先来先服务算法的思想是最简单的，按照作业到达的顺序依次执行。 - **绘制流程图**：明确程序的执行流程，包括作业的接收、排序、执行以及统计等步骤。 - **编写程序**：以先来先服务算法为例，提供了一段示例代码。 - **定义JCB结构体**：用于存储作业的相关信息。 - **实现run_fcfo函数**：用于执行作业。 - **实现fcfo函数**：主逻辑函数，遍历所有作业，找到下一个应该执行的作业。 - **实现getInfo函数**：用于获取作业的信息，包括作业号、作业名、提交时间、所需CPU时间等。 - **main函数**：程序入口，调用上述函数。 #### 四、总结 通过此次实验，学生不仅能够掌握作业调度的基本概念和算法原理，还能通过编程实践加深对操作系统作业调度机制的理解。此外，通过对比不同算法的表现，还可以进一步探讨它们各自的适用场景和局限性，为后续深入学习操作系统理论打下坚实的基础。