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基于FCFS的C++作业调度算法实现

2023-07-02 17:59:37 深夜i -- --

FCFS（First Come First Serve）算法 C++编程语言作业调度实现算法调度器

FCFS（先来先服务）是一种简单的调度算法，是作业调度中最基本、最简单的一种算法。它的调度原则是按照作业提交的顺序进行调度，当CPU可用时将下一个就绪作业调度到CPU运行。下面介绍如何使用C++实现基于FCFS的作业调度算法。

首先，我们需要定义一个作业类，包括作业ID、提交时间、运行时间等属性。代码如下：


class Job {
public:
  int id;
  int arrTime;
  int burstTime;
  int startTime;
  int finishTime;
  // 构造函数
  Job(int id, int arrTime, int burstTime)
    this->id = id;
    this->arrTime = arrTime;
    this->burstTime = burstTime;
    this->startTime = -1;
    this->finishTime = -1;
  
};

接下来，我们需要定义一个作业队列，用于存储所有的作业。


vector<Job> jobs;

然后，我们需要编写一个计算作业等待时间的函数。该函数计算作业的等待时间，即从作业到达系统的时间到作业开始执行的时间。如果作业在CPU空闲时到达，则等待时间为0。


void calculateWaitTime(vector<Job>& jobs, vector<int>& waitTime) {
  waitTime[0] = 0;
  for (int i = 1; i < jobs.size(); i++) {
    waitTime[i] = jobs[i-1].burstTime + waitTime[i-1];
  }
}

接下来，我们需要编写一个计算作业周转时间的函数。该函数计算作业的周转时间，即从作业到达系统的时间到作业完成的时间。


void calculateTurnaroundTime(vector<Job>& jobs, vector<int>& turnaroundTime, vector<int>& waitTime) {
  turnaroundTime[0] = jobs[0].burstTime + waitTime[0];
  for (int i = 1; i < jobs.size(); i++) {
    turnaroundTime[i] = jobs[i].burstTime + waitTime[i];
  }
}

最后，我们需要编写一个主函数，实现基于FCFS的作业调度算法。对于每个作业，首先检查作业是否到达了CPU空闲。如果作业到达了CPU空闲，则将其立即调度到CPU运行。否则，将其加入作业队列，等待CPU运行。


int main() {
  jobs.push_back(Job(1, 0, 6));
  jobs.push_back(Job(2, 2, 4));
  jobs.push_back(Job(3, 4, 3));
  jobs.push_back(Job(4, 6, 5));
  jobs.push_back(Job(5, 8, 2));
  
  sort(jobs.begin(), jobs.end(), [](const Job& a, const Job& b) {
    return a.arrTime < b.arrTime;
  });
  vector<int> waitTime(jobs.size());
  vector<int> turnaroundTime(jobs.size());
  calculateWaitTime(jobs, waitTime);
  calculateTurnaroundTime(jobs, turnaroundTime, waitTime);
  int totalWaitTime = accumulate(waitTime.begin(), waitTime.end(), 0);
  int totalTurnaroundTime = accumulate(turnaroundTime.begin(), turnaroundTime.end(), 0);
  cout << "作业ID 时间片到达时间 执行时间 等待时间 周转时间" << endl;
  for (int i = 0; i < jobs.size(); i++) {
    cout << jobs[i].id << "\t" << jobs[i].arrTime << "\t\t" << jobs[i].burstTime << "\t\t"
       << waitTime[i] << "\t\t" << turnaroundTime[i] << endl;
  }
  cout << "平均等待时间: " << (float)totalWaitTime / (float)jobs.size() << endl;
  cout << "平均周转时间: " << (float)totalTurnaroundTime / (float)jobs.size() << endl;
  return 0;
}

上述代码实现了基于FCFS的作业调度算法，并计算了每个作业的等待时间和周转时间，以及平均等待时间和平均周转时间。

总的来说，基于FCFS的作业调度算法只考虑了作业的到达顺序，而没有考虑作业的执行时间、优先级等因素。因此，对于长作业时间的作业，FCFS算法可能会导致平均等待时间和周转时间较长。在实际应用中，需要根据具体的情况选择不同的调度算法。

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