操作系统实验报告二——作业调度实验报告

作业调度实验报告 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单道批处理系统的作业调度模拟程序，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、 实验题目 编写并调试一个单道批处理系统的作业调度程序 三、 实验内容与要求 ⑴、 编写并调试一个单道处理系统的作业调度模拟程序。 ⑵、 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）调度算法。 …… 操作系统中的作业调度是管理计算机系统资源分配的关键环节，特别是在批处理系统中，它负责决定哪个作业应该被选中运行，以及何时运行。本实验报告详细介绍了如何通过编程模拟三种基本的作业调度算法：先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）和响应比高者优先（HRN）。 1. **先来先服务（FCFS）调度算法**： FCFS是最简单的调度策略，按照作业到达系统的顺序进行服务。作业一旦开始运行，就会一直运行到完成，不被打断。这种算法实现简单，但可能导致长作业等待时间过长，效率不高。 2. **最短作业优先（SJF）调度算法**： SJF算法根据作业的预计执行时间来选择，总是优先执行执行时间最短的作业。这种算法能有效降低平均等待时间，但可能会导致短作业频繁打断长作业，对长作业不公平，也可能引起饥饿现象。 3. **响应比高者优先（HRN）调度算法**： HRN算法综合考虑作业的等待时间和执行时间，响应比R定义为 `(等待时间 + 预计服务时间) / 预计服务时间`。这样既考虑了作业的执行时间，又考虑了等待时间，力求平衡各个作业的公平性。HRN试图在SJF和FCFS之间找到一个平衡点，既能减少平均等待时间，又能避免短作业优先可能导致的长作业饥饿问题。 在实验设计中，每个作业由作业控制块（JCB）表示，存储了作业的相关信息，包括作业名、提交时间、所需运行时间、状态等。作业状态包括等待、运行和完成，初始状态为等待。实验要求对每种算法进行模拟，记录并打印每个作业的开始运行时刻、完成时间、周转时间（完成时间 - 提交时间）、带权周转时间（周转时间 / 服务时间），以及整个作业集的平均周转时间和带权平均周转时间。通过对比这三种算法，可以分析它们各自的优缺点，理解不同调度策略对系统性能的影响。 程序流程图清晰地展示了每种算法的执行步骤，从初始化JCB到按作业提交时间排序，再到调度作业和更新状态。FCFS算法按照提交顺序选择，SJF和HRN则需要计算服务时间或响应比来做出决策。 实验运行结果将展示不同调度策略下的作业执行情况，通过用户界面交互创建作业，观察其运行过程，有助于深入理解这些调度算法的运作机制和实际效果。通过这个实验，学生能够更好地掌握操作系统中作业调度的基本原理和实现方法，为理解和优化操作系统性能打下坚实基础。