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c語言模擬短作業優先排程演算法和時間片轉輪排程演算法

陣列模擬短作業,隊咧模擬時間片轉輪,註釋很清楚,就不贅述

程式碼:

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<time.h>
#include<set>
#include<unistd.h>
#define R "RUN"  //執行中 
#define F "FINISH"  //已完成 
#define W "WAITE"  //等待中 
#define T "TAKEN"  //未提交 
#define MAX 5

struct PCB{   
    char Name[10];//程序名 
    int Arrive;//到達時間   
    int Need;//需要執行時間   
    int Start;//開始時間   
    int End;//完成時間   
    int Turnover;//週轉時間   
    int Priority;//優先順序 
    int CpuTime;//所用cpu時間 
    float UseWeightTurnover;//帶權週轉時間  
    char Status[10];//程序狀態     
};

int CurrentTime;//當前時間 
int finish;//已完成數量 
char c; //演算法選擇 
int visit[MAX]; //標記是否存在佇列 

//建立PCB  
void CreatePCB(struct PCB* pcb){  
    int fd_stdin=dup(fileno(stdin));
    freopen("d:\\input.txt","r",stdin);  
    printf("從檔案中讀入四個引數的資料:\n");  
    printf("作業號 優先順序 到達時間 需要執行時間\n");   
    for(int i= 0;i<MAX;i++){  
        scanf("%s",&pcb[i].Name);//程序名
		scanf("%d",&pcb[i].Priority);//優先順序 
        scanf("%d",&pcb[i].Arrive);//到達時間   
        scanf("%d",&pcb[i].Need);//需要執行時間   
        pcb[i].Start=-1;   
        pcb[i].End=-1;  
        pcb[i].Turnover=0;  
        pcb[i].UseWeightTurnover=0.0;
        pcb[i].CpuTime=0;
        strcpy(pcb[i].Status, T);  
        printf("%s\t%2d\t%2d\t%5d\n",pcb[i].Name, pcb[i].Priority,pcb[i].Arrive,pcb[i].Need);  
    }  
    fclose(stdin);
    fdopen(fd_stdin,"r");
    printf("---------------------------------------------\n");  
 }  
   
typedef struct Node
{
    int data;     /*資料域*/
    struct Node *next;     /*指標域*/
}Node;
typedef struct
{
    Node *front;
    Node *rear;
}Queue;
void InitQueue(Queue *q)
{
/* 將Q初始化為一個空的鏈佇列 */
    q->front=(Node *)malloc(sizeof(Node));
    if(q->front!=NULL){
        q->rear=q->front;
        q->front->next=NULL;
    }

}

/*入隊操作。*/
void Enqueue(Queue *q,int x)
{
/* 將資料元素x插入到佇列Q中 */
    Node *NewNode;
    NewNode=(Node *)malloc(sizeof(Node));
    if(NewNode!=NULL){
        NewNode->data=x;
        NewNode->next=NULL;
        q->rear->next=NewNode;
        q->rear=NewNode;
    }
}
/*出隊操作。*/
int Dequeue(Queue *q)
{
/* 將佇列Q的隊頭元素出隊,並存放到x所指的儲存空間中 */
    Node *p;
    int x;
    p=q->front->next;
    q->front->next=p->next;
    if(q->rear==p)
        q->rear=q->front;
    x=p->data;
    free(p);
    return x;
}


//列印 
void Display(struct PCB* pcb){  
    int i;
    printf("當前時間為%d\n", CurrentTime);  
    printf("程序名 優先順序 到達時間 需要執行時間 已用cpu時間 開始時間 完成時間 程序狀態\n");  
    for(i=0;i<MAX;i++){      
	    printf("%s\t%d\t%3d\t%4d\t\t%d\t%4d\t%6d\t   %s\n", 
		        pcb[i].Name,pcb[i].Priority,pcb[i].Arrive,
	         	pcb[i].Need,pcb[i].CpuTime,pcb[i].Start, pcb[i].End, 
				pcb[i].Status);        
    }
    printf("--------------------------------------------------------------------------\n");  
}   

 
//程序狀態檢測與修改 
void StatusConfirm(struct PCB* pcb){
	int i;
    for(i=0;i<MAX;i++){  //到達時間等於當前時間則狀態變為等待中 
        if(CurrentTime>=pcb[i].Arrive&&strcmp(pcb[i].Status,T)==0){
            strcpy(pcb[i].Status,W);   
        }
        if(pcb[i].CpuTime==pcb[i].Need&&strcmp(pcb[i].Status,W)==0){
        	finish++;
            strcpy(pcb[i].Status,F);
            pcb[i].End=CurrentTime;  
            pcb[i].Turnover=pcb[i].End-pcb[i].Arrive;  
            pcb[i].UseWeightTurnover=pcb[i].Turnover*1.0/pcb[i].Need;  
        }
    }  
}

//取就緒佇列中執行時間最短的程序下標 
int ShortIndex(struct PCB* pcb){
	int i;
    int min;
    int temp;
    min=100;
    temp=-1;
    StatusConfirm(pcb);//更新程序狀態 
    for(i=0;i<MAX;i++){  
        if(strcmp(pcb[i].Status,W)==0){  
            if(pcb[i].Need< min){  //有更小的執行時間則更新 
                min=pcb[i].Need;  
                temp=i;  
            }   
        }  
    }  
    return temp;  
}   

//比較各個程序之間的到達時間,按升序排列
void Sort(struct PCB* pcb){
    int i;
    int j;
	int min;
	int minIndex;  
    for(i=0;i<MAX;i++){  
        min=pcb[i].Arrive;  
        minIndex=i;  
        for(j=i+1;j<MAX;j++){  
            if(pcb[j].Arrive<min){  
                min=pcb[j].Arrive;  
                minIndex = j;         
            }     
        }  
        struct PCB temp=pcb[i];  
        pcb[i]=pcb[minIndex];  
        pcb[minIndex]=temp;  
    }     
}

//短作業優先 
void ShortRuntime(struct PCB* pcb) 
{
	Sort(pcb);
	int index;
	int first;
	first=pcb[0].Arrive;  
    for(index=0,finish=0;finish!=MAX;CurrentTime++){  //程序排程位currentTime每次加1,直到程序全部被排程完成為止  
        StatusConfirm(pcb);
        if(CurrentTime<first||ShortIndex(pcb)==-1) {//最快到達的程序還未到達或就緒佇列中無程序 
        	Display(pcb);
        }      
        else{
            index=ShortIndex(pcb);//取執行時間最短程序 
            pcb[index].Start=CurrentTime; //更新開始執行時間 
            strcpy(pcb[index].Status,R);  //更新程序狀態為執行中 
            while(true){//執行此程序 
                StatusConfirm(pcb);  
                if(pcb[index].Need==pcb[index].CpuTime){ //若所用的cpu時間等於所需執行時間 
                    strcpy(pcb[index].Status,F);  //程序狀態變為已完成 
                    finish++;        
                    break;  
                }  
                else{  
                    Display(pcb);  
                    CurrentTime++;    
                }
                pcb[index].CpuTime++;//已用時間片+1 
				StatusConfirm(pcb);     
            };
            pcb[index].End=CurrentTime;  //更新完成時間 
            pcb[index].Turnover=pcb[index].End-pcb[index].Arrive;  //計算週轉時間 
            pcb[index].UseWeightTurnover= pcb[index].Turnover*1.0/pcb[index].Need;//計算帶權週轉時間 
            strcpy(pcb[index].Status,F);
            CurrentTime--;
        }         
    }
    Display(pcb);
}

//時間片轉輪法 
void HighPriority(struct PCB* pcb)
{
	Queue LQ;
	InitQueue(&LQ);//建立佇列 
	Sort(pcb);//按到達時間排列 
	int index;
	int first;
	int j;
	int i;
	first=pcb[0].Arrive;
	memset(visit,0,sizeof(visit));//標記陣列置零 
	for(index=0,finish=0;finish!=MAX;CurrentTime++){  //程序排程位currentTime每次加1,直到程序全部被排程完成為止  
        StatusConfirm(pcb);
        //getchar();
        if(CurrentTime<first||ShortIndex(pcb)==-1) {//最快到達的程序未到達或就緒佇列無程序 
        	Display(pcb);
        }      
        else{
        	if(CurrentTime==first){
        		Enqueue(&LQ,0);
				visit[0]=1;	
        	}
        	for(i=0,j=index+1;i<MAX;i++,j++){//將提交的程序入隊 
        		if(j==MAX){
        			j=0;
        		}
        		if(!visit[j]&&strcmp(pcb[j].Status,W)==0){
        			Enqueue(&LQ,j);
        			visit[j]=1;//已存在佇列 
        		}
        	}
        	index=Dequeue(&LQ);//取隊頭 
        	visit[index]=0;//不存在佇列中 
        	if(pcb[index].Start==-1){//更新程序開始執行時間 
        		pcb[index].Start=CurrentTime;
        	}
        	strcpy(pcb[index].Status,R);//程序狀態為執行中 
        	Display(pcb);
        	pcb[index].CpuTime++;//當前程序所用cpu時間增加 
        	if(pcb[index].CpuTime==pcb[index].Need){//若所用cpu時間已達到所需執行時間 
        		strcpy(pcb[index].Status,F);
        		pcb[index].End=CurrentTime+1;// 更新完成時間 
        		pcb[index].Turnover=pcb[index].End-pcb[index].Arrive;  //計算週轉時間 
                pcb[index].UseWeightTurnover= pcb[index].Turnover*1.0/pcb[index].Need;//計算帶權週轉時間 
                finish++;
        	}
        	else{
        		strcpy(pcb[index].Status,W);//時間片用完程序重新變為等待狀態 
        	}
        }         
    }
    Display(pcb);
}

//計算平均帶權週轉時間
float WeightTurnoverTimeCount(struct PCB* pcb){  
    float sum = 0.0;  
    for(int i = 0; i <MAX; i++){  
        sum += pcb[i].UseWeightTurnover;  
    }  
    return sum /MAX;  
}  

 //計算平均週轉時間
float TurnOverTimeCount(struct PCB* pcb){  
    float sum = 0.0;  
    for(int i = 0; i <MAX; i++){  
        sum += pcb[i].Turnover;  
    }  
    return sum /MAX;  
}

//開始程序排程
void Start(struct PCB* pcb){
	int i;
	printf("請選擇程序排程演算法:\n1、短作業優先排程演算法。2、時間片轉輪排程演算法。\n\n");
	scanf("%c",&c);
	switch(c){
		case '1':ShortRuntime(pcb);break;
		case '2':HighPriority(pcb);break;
		default:break;
	}
    printf("程序名 週轉時間 帶權週轉時間\n");  
    for(i=0;i<MAX;i++){      
	    printf("%s\t%d\t%.2f\n", pcb[i].Name,pcb[i].Turnover,pcb[i].UseWeightTurnover);        
    }
    printf("---------------------------------------------\n"); 
    printf("平均週轉時間為:%.2f\n",TurnOverTimeCount(pcb));  
    printf("平均帶權週轉時間為:%.2f\n", WeightTurnoverTimeCount(pcb));    
}  
  
//主函式
int main(){  
    struct PCB pcb[MAX];  
    CreatePCB(pcb);  
    Start(pcb);  
    return 0;  
}