FCFS算法和SJF算法

FCFS算法和SJF算法(非抢占式)

此处主要说一下SJF算法，FCFS算法仅仅按到达时间选择或者排序即可

SJF算法设计思路：
我看了看大多数人写的SJF算法，有些用的是排序算法，虽然能做出来，但是在CPU调用期间，CPU并不知道接下来一段时间，要运行进程的数量，并且如果选用排序算法，我们不能衡量CPU资源是否是空闲的，换句话说，此处的排序算法是一种静态算法，本设计思路没有用排序算法，而是选用缓冲区，所以我在此处设置一个缓冲区，如果缓冲区中没有进程，那么CPU资源就是空闲的，说明没有进程调用，如果缓冲区有进程，那么选择其中服务时间最小的一个，在执行完毕后清除该进程在缓冲区的信息，同时观察在该进程结束时，有没有新的进程来临，如果有，进入缓冲区，继续调用，直至缓冲区中没有数据以及所有进程调用完毕。
执行流程：
①在CPU资源空闲时，扫描所有,选取arrivaltime最小的进程,如果有两或者两以上个相同的arrivaltime最小，那么取其中servertime最小的一个,即是第一个调用的进程,与其相同的到达时间的进程将进入缓冲区，将进入缓冲区的进程的Isfinisntime_SIF置为1。

②该进程执行完毕后,清除其在缓冲区的进程信息，并进行检索，在调用的进程的starttime+servertime=finishtime完成时间内,如果有新来的进程也会进入缓冲区,也就是新来的进程的arrivaltime<被调用进程的finishtime,将进入缓冲区的进程的Isfinisntime_SIF置为1。

③之后选择缓冲区所有进程服务时间最小的的一个,将其调用执行,之后,重复步骤②,直至缓冲区没有进程信息，但是此处并不代表算法的结束，毕竟，有的进程可能来临时间极慢（例如表中C，D的到达时间为20，在B执行完后，CPU资源是空闲的，所以结束的标志是缓冲区没有信息并且所有进程的Isfinisntime_SIF=1）那么判断结束标志，如果满足，算法结束；如果不满足，重复调用①②③，直至满足算法结束条件。

PS：数据结构用的顺序表，懒的写了，直接套用之前的，注释写的可能乱
下面是代码：


#include <iostream>  //冗余???
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <queue> //直接调已封装的队列
using namespace std;
#define OK 1
#define ERROR -1
#define MaxNum 100 //即是最大允许100个进程,编号最大也为100
#define OVERFLOW -3
typedef struct
{int  ProcessId ;//进程id
int  ArrivalTime;  //到达时间
int  ServiceTime;  //服务时间
int  FinishTime;   //完成时间
int  WholeTime;    //周转时间
int  StratTime;//开始执行时间
int  Buffer_Location;
double  WeightWholeTime;      //带权周转时间
bool isFinished_FCFS;//标志位,是否已经完成
bool isFinished_SJF;//标志位,是否已经完成
}PCB;
typedef struct
{PCB *elem;int n;//进程数目,也是顺序表的长度
}Sqlist; //顺序表数据
typedef struct //缓冲池存有部分进程的数据
{int buffer_server;//该进程的服务时间 int buffer_location;//该进程在L表中的位置
}Buffer;//
int waiting=0;//等待时间
int count=0;//计数，由此查看缓冲区是否为空
double AveWholeTime=0;  //平均周转时间=作业周转时间/作业个数
double AveWeightWholeTime=0; //平均带权周转时间=带权周转总时间/作业个数
Buffer B[MaxNum];
int flag_count=0;
int k=0;
void  SJF_Buffer(Sqlist &L);//缓冲区函数
void Elect(Sqlist &L);
void Display(Sqlist &L);
void SJF(Sqlist &L);//短作业优先算法
void FCFS(Sqlist &L);//先来先服务算法int InitList_sq(Sqlist &L)   //初始化顺序表
{L.elem=new PCB[MaxNum];//分配内存,数组指针if(!L.elem)  //首地址为空时,l.elem=0,!0=1.即执行{printf("allocation failed");exit(OVERFLOW);//失败时函数结束}L.n=0;return ERROR;
}
void Create_Sq(Sqlist &L) //依次从键盘读入数据，建立顺序表；
{cout<<" Please enter the number of processes:"<<endl;cin>>L.n;cout<<"Please enter the arrivaltime of each process separately:"<<endl;for (int i =0; i <L.n; i++){L.elem[i].ProcessId=i+1;cin>>L.elem[i].ArrivalTime;L.elem[i].isFinished_FCFS=0;L.elem[i].isFinished_SJF=0;}cout<<"Please input the servicetime of each process separately"<<endl;for (int i =0; i <L.n; i++){cin>>L.elem[i].ServiceTime;  /* code */}
}int main(){       Sqlist L;InitList_sq(L);Create_Sq(L);Display(L); Elect(L); system("pause");return 0 ;}void Elect(Sqlist &L){int choice,flag=1;cout<<"Please select the algorithm: 1-FCFS     2-SJF"<<endl;cin>>choice;while(flag){if(choice==1){FCFS(L);//先来先服务算法flag=0;  }else if(choice==2){SJF(L);//短作业优先算法  flag=0;  }elsecout<<"Your choice input error, please re-enter!"<<endl; /* code */                  }}     void Display(Sqlist &L){cout<<"********************************************"<<endl;cout<<"The number of processes input by user  is n="<<L.n<<endl;cout<<"The arrivaltime entered by the user is as follows:"<<endl;for (int i =0; i <L.n; i++){          cout<<L.elem[i].ArrivalTime<<" ";}cout<<endl;cout<<"The servicetime of the user is as follows:"<<endl;for (int i =0; i <L.n; i++){cout<<L.elem[i].ServiceTime<<" ";  /* code */} cout<<endl;cout<<"********************************************"<<endl;}void FCFS(Sqlist &L)//先来先服务算法 {//排序算法+选择算法实现FCFSint arr[L.n]={0};for(int i = 0; i < L.n; i++ ){arr[i]=L.elem[i].ArrivalTime;}for (int i = 0; i <L.n; i++)//冒泡排序{for (int j = 0; j <L.n -  i - 1; j++){if (arr[j] > arr[j + 1]){int temp;temp = arr[j + 1];arr[j + 1] = arr[j];arr[j] = temp;}}}cout<<" process informantion :"<<endl;cout<<"ProcessID"<<"\t" <<"arrivaltime"<<"\t"<<"servertime "<<"\t" <<"FinishTime"<<"\t" <<"WholeTime"<<"\t" <<"WeightWholeTime"<<endl;int  j=0,temp=10;for(int i = 0; i < L.n; i++)          {for (j = 0; i <  L.n; j++)//取出最小的达到时间,即是最先{if(arr[i]==L.elem[j].ArrivalTime&&L.elem[j].isFinished_FCFS!=1)break;}if(L.elem[j].ArrivalTime<temp&&i!=0)//判断此进程到达时cpu资源是否空闲L.elem[j].StratTime=temp;elseL.elem[j].StratTime= L.elem[j].ArrivalTime;//说明不空闲,立即执行L.elem[j].isFinished_FCFS=1;//该进程已经访问完成         L.elem[j].FinishTime=L.elem[j].StratTime+L.elem[j].ServiceTime;L.elem[j].WholeTime=L.elem[j].StratTime+L.elem[j].ServiceTime-L.elem[j].ArrivalTime;L.elem[j].WeightWholeTime=(L.elem[j].StratTime+L.elem[j].ServiceTime-L.elem[j].ArrivalTime)*1.0/L.elem[j].ServiceTime;temp=L.elem[j].StratTime+L.elem[j].ServiceTime;//临时存放进程的完成时间,作为下一个进程的开始时间  }for( j = 0; j < L.n; j++){cout<<L.elem[j].ProcessId<<"\t\t" <<L.elem[j].ArrivalTime<<"\t\t"<<L.elem[j].ServiceTime<<"\t\t" << L.elem[j].FinishTime<<"\t\t" << L.elem[j].FinishTime-L.elem[j].ArrivalTime<<"\t\t" <<(L.elem[j].FinishTime-L.elem[j].ArrivalTime)*1.0/L.elem[j].ServiceTime<<endl; AveWholeTime=L.elem[j].WholeTime+AveWholeTime;AveWeightWholeTime=L.elem[j].WeightWholeTime+AveWeightWholeTime;} cout<<" The AverageWholeTime is "<<AveWholeTime*1.0/L.n<<endl;cout<<" The AverageWeightWholeTime is "<<AveWeightWholeTime*1.0/L.n<<endl;}void SJF(Sqlist &L)//短作业优先算法{         int i,j,s;for ( i = 0; i < L.n; i++)//初始化缓冲区{B[i].buffer_location=MaxNum;B[i].buffer_server=MaxNum;} int flag_ar=0;int minat=MaxNum,location=MaxNum,minser=MaxNum;while(flag_count!=L.n){flag_count=0;for ( i = 0; i < L.n; i++){if (B[i].buffer_server== MaxNum)//说明缓冲区此时没有数据，CPU资源空闲,{count=1+count;}}if(count==L.n) //说明缓冲区此时没有数据，CPU资源空闲,{for ( i = 0; i < L.n; i++){if(L.elem[i].ArrivalTime<minat && L.elem[i].isFinished_SJF!=1){minat=L.elem[i].ArrivalTime;location=i;minser=L.elem[i].ServiceTime;}}//找到最小的到达时间L.elem[location].isFinished_SJF=1;L.elem[location].Buffer_Location=k;B[k].buffer_location=location;B[k].buffer_server=minser;k=k+1;//找到最小的到达时间,并让其进入缓冲区for ( j = 0; j < L.n; j++){if(L.elem[j].ArrivalTime==minat && L.elem[j].isFinished_SJF!=1) {flag_ar=1;//标志位为1,说明另一个进程也有相同的到达时间minat=L.elem[j].ArrivalTime;location=j;minser=L.elem[j].ServiceTime;L.elem[location].isFinished_SJF=1;B[k].buffer_location=location;B[k].buffer_server=minser;L.elem[j].Buffer_Location=k;k=k+1;//说明另一个进程也有相同的到达时间,并让其进入缓冲区}}//说明另一个进程也有相同的到达时间count=0; minat=MaxNum,location=MaxNum,minser=MaxNum;}else{        location=MaxNum,minser=MaxNum;//说明缓冲区此时有数据，CPU资源不空闲,for ( i = 0; i < k; i++){if(B[i].buffer_server<minser){location=B[i].buffer_location;minser=B[i].buffer_server;}}//找到最小的服务时间service并进行调用if(L.elem[location].ArrivalTime>=waiting)L.elem[location].StratTime=L.elem[location].ArrivalTime;// 进程的开始时间？？？？elseL.elem[location].StratTime=waiting;            L.elem[location].FinishTime=L.elem[location].StratTime+L.elem[location].ServiceTime;L.elem[location].WholeTime=L.elem[location].FinishTime-L.elem[location].ArrivalTime;L.elem[location].WeightWholeTime=L.elem[location].WholeTime/L.elem[location].ServiceTime;                B[L.elem[location].Buffer_Location].buffer_server=MaxNum;//退出缓冲区，清除其在缓冲区的数据waiting=L.elem[location].FinishTime;//更新等待时间for ( j = 0; j < L.n; j++){if(L.elem[j].ArrivalTime<=waiting && L.elem[j].isFinished_SJF!=1){L.elem[j].isFinished_SJF=1;B[k].buffer_location=j;B[k].buffer_server=L.elem[j].ServiceTime;L.elem[j].Buffer_Location=k;k=k+1;}}//在此进程的完成时间内，有没有新的进程进入，有的话进入缓冲区 count=0;                                 }//此对应elsefor (int h = 0; h < L.n; h++){if (L.elem[h].isFinished_SJF==1 && B[h].buffer_server==MaxNum){flag_count=flag_count+1;}               }              } cout<<" process informantion :"<<endl;cout<<"ProcessID"<<"\t" <<"arrivaltime"<<"\t"<<"servertime "<<"\t" <<"FinishTime"<<"\t" <<"WholeTime"<<"\t" <<"WeightWholeTime"<<endl;for( j = 0; j < L.n; j++){cout<<L.elem[j].ProcessId<<"\t\t" <<L.elem[j].ArrivalTime<<"\t\t"<<L.elem[j].ServiceTime<<"\t\t" << L.elem[j].FinishTime<<"\t\t" << L.elem[j].FinishTime-L.elem[j].ArrivalTime<<"\t\t" <<(L.elem[j].FinishTime-L.elem[j].ArrivalTime)*1.0/L.elem[j].ServiceTime<<endl; AveWholeTime=L.elem[j].WholeTime+AveWholeTime;AveWeightWholeTime=L.elem[j].WeightWholeTime+AveWeightWholeTime;}cout<<" The AverageWholeTime is "<<AveWholeTime*1.0/L.n<<endl;cout<<" The AverageWeightWholeTime is "<<AveWeightWholeTime*1.0/L.n<<endl; }

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