操作系统实验一进程调度 FCFS_SJF_HRRN

FCFS先来先服务-SJF短作业优先-HRRN高响应比优先-RR时间片轮转算法的python实现

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格式如下

A, 0, 4
B, 1, 3
C, 2, 4
D, 3, 2
E, 4, 4

进程名-到达时间-服务时间，需要用逗号隔开

# coding:utf-8
import os
import copy
from queue import QueueprocList = list()# 录入函数
def inpcb():# 读取文件信息，打印if os.path.exists(os.path.abspath(".\\input.txt")):print("input.txt  opening.\n")with open(".\\input.txt", "r") as fp:data = fp.read()print("process list")print(data + "\n")else:print("[-] file doesn't exists.")for each in data.split("\n"):                      # 按行分片if not len(each.split(",")) == 3:              # 判断一行是否有三项：进程名、到达时间、运行时间break# 写入procList.append({"pName": each.split(",")[0],"arriveTime": float(each.split(",")[1]),"serviceTime": float(each.split(",")[2]),"startTime": "",       # 开始时间"finishTime": "",      # 完成时间"zzTime": "",          # 周转时间"dqzzTime": "",        # 带权周转时间"procRatio": ""        # 响应比})print("Number of Process : "+str(len(procList))+"\n")# 先来先服务算法
def FCFS():# 深拷贝，建立新列表对象FCFS_procList = copy.deepcopy(procList)# 按到达顺序排序FCFS_procList.sort(key=lambda x: x["arriveTime"], reverse=False)for i in range(len(FCFS_procList)):if (i == 0):startTime = FCFS_procList[i]["arriveTime"]FCFS_procList[i]["startTime"] = startTime                                       # 开始时间FCFS_procList[i]["finishTime"] = startTime + FCFS_procList[i]["serviceTime"]    # 完成时间# 判断是否就绪，p1完成时间内到达# 已就绪开始时间为上一个进程的完成时间elif (i > 0 and FCFS_procList[i]["arriveTime"] < FCFS_procList[i - 1]["finishTime"]):startTime = FCFS_procList[i - 1]["finishTime"]FCFS_procList[i]["startTime"] = startTimeFCFS_procList[i]["finishTime"] = startTime + FCFS_procList[i]["serviceTime"]# 未就绪开始时间为到达时间else:startTime = FCFS_procList[i]["arriveTime"]FCFS_procList[i]["startTime"] = startTimeFCFS_procList[i]["finishTime"] = startTime + FCFS_procList[i]["serviceTime"]# 计算周转、带权周转时间， 平均周转、平均带权周转时间# 周转时间= 完成时间-到达时间# 带权周转时间=周转时间/运行时间azzTime = 0adqzzTime = 0for i in range(len(FCFS_procList)):FCFS_procList[i]["zzTime"] = FCFS_procList[i]["finishTime"]-FCFS_procList[i]["arriveTime"]FCFS_procList[i]["dqzzTime"] = FCFS_procList[i]["zzTime"]/FCFS_procList[i]["serviceTime"]azzTime += FCFS_procList[i]["zzTime"]adqzzTime += FCFS_procList[i]["dqzzTime"]print("进程:{: <4}到达时间:{: <6}运行时间:{: <6}开始时间:{: <6}完成时间:{: <6}周转时间:{: <6}带权周转时间:{: <6} ".format(FCFS_procList[i]["pName"], FCFS_procList[i]["arriveTime"], FCFS_procList[i]["serviceTime"],FCFS_procList[i]["startTime"],FCFS_procList[i]["finishTime"], FCFS_procList[i]["zzTime"],FCFS_procList[i]["dqzzTime"]))print("平均周转时间:{: <6}\n平均带权周转时间:{: <6}" .format(azzTime/len(FCFS_procList),adqzzTime/len(FCFS_procList)))# 短作业优先算法
def SJF():# 深拷贝，建立新列表对象SJF_procList = copy.deepcopy(procList)# 按到达顺序排序SJF_procList.sort(key=lambda x: x["arriveTime"], reverse=False)# 对等待中的进程按运行时间排序end = SJF_procList[0]["arriveTime"]  # 当前时间for i in range(len(SJF_procList)):# 找出所有就绪进程num = 0for n in range(i, len(SJF_procList)):if (SJF_procList[n]["arriveTime"] <= end):num = num+1  # 找到最后一个等待进程的下标# 冒泡排序for m in range(num):# 循环标记(如果没有交换表示有序,结束循环)sign = False# 内循环每次将最大值放在最右边for o in range(num - 1 - m):if SJF_procList[i]["serviceTime"] > SJF_procList[i + 1]["serviceTime"]:SJF_procList[i], SJF_procList[i + 1] = SJF_procList[i + 1], SJF_procList[i]sign = True# 如果没有交换说明列表已经有序，结束循环if not sign:breakend = end + SJF_procList[i]["serviceTime"]# 排序已完成for i in range(len(SJF_procList)):if (i == 0):startTime = SJF_procList[i]["arriveTime"]SJF_procList[i]["startTime"] = startTime                                       # 开始时间SJF_procList[i]["finishTime"] = startTime + SJF_procList[i]["serviceTime"]     # 完成时间# 判断是否就绪，p1完成时间内到达# 已就绪开始时间为上一个进程的完成时间elif (i > 0 and SJF_procList[i]["arriveTime"] < SJF_procList[i - 1]["finishTime"]):startTime = SJF_procList[i - 1]["finishTime"]SJF_procList[i]["startTime"] = startTimeSJF_procList[i]["finishTime"] = startTime + SJF_procList[i]["serviceTime"]# 未就绪开始时间为到达时间else:startTime = SJF_procList[i]["arriveTime"]SJF_procList[i]["startTime"] = startTimeSJF_procList[i]["finishTime"] = startTime + SJF_procList[i]["serviceTime"]# 计算周转、带权周转时间， 平均周转、平均带权周转时间# 周转时间= 完成时间-到达时间# 带权周转时间=周转时间/运行时间azzTime = 0adqzzTime = 0for i in range(len(SJF_procList)):SJF_procList[i]["zzTime"] = SJF_procList[i]["finishTime"] - SJF_procList[i]["arriveTime"]SJF_procList[i]["dqzzTime"] = SJF_procList[i]["zzTime"] / SJF_procList[i]["serviceTime"]azzTime += SJF_procList[i]["zzTime"]adqzzTime += SJF_procList[i]["dqzzTime"]print("进程:{: <4}到达时间:{: <6}运行时间:{: <6}开始时间:{: <6}完成时间:{: <6}周转时间:{: <6}带权周转时间:{: <6} ".format(SJF_procList[i]["pName"], SJF_procList[i]["arriveTime"], SJF_procList[i]["serviceTime"],SJF_procList[i]["startTime"], SJF_procList[i]["finishTime"], SJF_procList[i]["zzTime"], SJF_procList[i]["dqzzTime"]))print("平均周转时间:{: <6}\n平均带权周转时间:{: <6}" .format(azzTime / len(SJF_procList), adqzzTime / len(SJF_procList)))# 最高响应比优先算法
def HRRN():# 深拷贝，建立新列表对象HRRN_procList = copy.deepcopy(procList)# 按到达顺序排序HRRN_procList.sort(key=lambda x: x["arriveTime"], reverse=False)# 对等待中的进程按响应比排序end = HRRN_procList[0]["arriveTime"]  # 当前时间for i in range(len(HRRN_procList)):# 找出所有就绪进程num = 0for n in range(i, len(HRRN_procList)):if (HRRN_procList[n]["arriveTime"] <= end):num = num + 1  # 找到最后一个等待进程的下标# 只有一个等待进程，无需比较if num == 1:HRRN_procList[i]["procRatio"] = (end - HRRN_procList[i]["arriveTime"] + HRRN_procList[i]["serviceTime"]) / HRRN_procList[i]["serviceTime"]else:# 计算响应比# （等待时间+运行时间）/运行时间for p in range(num):HRRN_procList[i+p]["procRatio"] = (end - HRRN_procList[i+p]["arriveTime"] + HRRN_procList[i+p]["serviceTime"]) / HRRN_procList[i+p]["serviceTime"]# 冒泡排序for m in range(num):# 循环标记(如果没有交换表示有序,结束循环)sign = False# 内循环，每次将响应比最大值放在最左边for o in range(num - 1 - m):# 如果同时到达，响应比一致，先服务运行时间小的if HRRN_procList[i]["procRatio"] == HRRN_procList[i + 1]["procRatio"]:if HRRN_procList[i]["serviceTime"] > HRRN_procList[i + 1]["serviceTime"]:HRRN_procList[i], HRRN_procList[i + 1] = HRRN_procList[i + 1], HRRN_procList[i]sign = Trueelif HRRN_procList[i]["procRatio"] < HRRN_procList[i + 1]["procRatio"]:HRRN_procList[i], HRRN_procList[i + 1] = HRRN_procList[i + 1], HRRN_procList[i]sign = True# 如果没有交换说明列表已经有序，结束循环if not sign:breakend = end + HRRN_procList[i]["serviceTime"]# 排序已完成for k in range(len(HRRN_procList)):if (k == 0):startTime = HRRN_procList[k]["arriveTime"]HRRN_procList[k]["startTime"] = startTime                                       # 开始时间HRRN_procList[k]["finishTime"] = startTime + HRRN_procList[k]["serviceTime"]     # 完成时间# 判断是否就绪，p1完成时间内到达# 已就绪开始时间为上一个进程的完成时间elif (k > 0 and HRRN_procList[k]["arriveTime"] < HRRN_procList[k - 1]["finishTime"]):startTime = HRRN_procList[k - 1]["finishTime"]HRRN_procList[k]["startTime"] = startTimeHRRN_procList[k]["finishTime"] = startTime + HRRN_procList[k]["serviceTime"]# 未就绪开始时间为到达时间else:startTime = HRRN_procList[k]["arriveTime"]HRRN_procList[k]["startTime"] = startTimeHRRN_procList[k]["finishTime"] = startTime + HRRN_procList[k]["serviceTime"]# 计算周转、带权周转时间， 平均周转、平均带权周转时间# 周转时间= 完成时间-到达时间# 带权周转时间=周转时间/运行时间azzTime = 0adqzzTime = 0for k in range(len(HRRN_procList)):HRRN_procList[k]["zzTime"] = HRRN_procList[k]["finishTime"] - HRRN_procList[k]["arriveTime"]HRRN_procList[k]["dqzzTime"] = HRRN_procList[k]["zzTime"] / HRRN_procList[k]["serviceTime"]azzTime += HRRN_procList[k]["zzTime"]adqzzTime += HRRN_procList[k]["dqzzTime"]print("进程:{: <4}到达时间:{: <6}运行时间:{: <6}开始时间:{: <6}完成时间:{: <6}周转时间:{: <6}带权周转时间:{: <6} ".format(HRRN_procList[k]["pName"], HRRN_procList[k]["arriveTime"],HRRN_procList[k]["serviceTime"], HRRN_procList[k]["startTime"],HRRN_procList[k]["finishTime"],HRRN_procList[k]["zzTime"], HRRN_procList[k]["dqzzTime"]))print("平均周转时间:{: <6}\n平均带权周转时间:{: <6}".format(azzTime / len(HRRN_procList), adqzzTime / len(HRRN_procList)))# 时间片轮转调度算法
def RR(rr):# 深拷贝，建立新列表对象RR_procList = copy.deepcopy(procList)# 按到达顺序排序RR_procList.sort(key=lambda x: x["arriveTime"], reverse=False)# 深拷贝，建立按到达顺序排序的临时对象temppro = copy.deepcopy(RR_procList)# 建立队列qu = Queue()count = len(RR_procList)# 循环标记sign = True# 记录当前时间nowtime = 0# 记录未完成进程数量flag = count# 进程索引i = 0while sign:# 未完成进程都在队列# 依次出队运行，判断是否运行完成，未完成重新入队if Queue.qsize(qu) == flag:nowP = qu.get()ind = temppro.index(nowP)  # 获得该进程的索引# 如果第一次执行(原始运行时间等于剩余运行时间)if RR_procList[ind]["serviceTime"] == nowP["serviceTime"]:# 记录进程开始时间RR_procList[ind]["startTime"] = nowtimeif nowP["serviceTime"] > rr:  # 服务时间大于时间片nowP["serviceTime"] -= rr  # 还需要服务的时间nowtime += rr  # 当前完成时间else:  # 服务时间小于等于时间片servicetime = RR_procList[ind]["serviceTime"]  # 原始的服务时间nowP["finishTime"] = nowtime + nowP["serviceTime"]  # 完成时间nowP["zzTime"] = nowP["finishTime"] - nowP["arriveTime"]nowP["dqzzTime"] = nowP["zzTime"] / servicetimenowtime = nowP["finishTime"]  # 更新当前完成时间nowP["serviceTime"] = 0  # 服务结束flag -= 1if nowP["serviceTime"] > 0:  # 服务未结束，放到队尾qu.put(nowP)# 有从未运行进程else:# 队列非空if not qu.empty():nowP = qu.get()  # 调度当前队头进程ind = temppro.index(nowP)  # 获得该进程的索引# 如果第一次执行(原始运行时间等于剩余运行时间)if RR_procList[ind]["serviceTime"] == nowP["serviceTime"]:RR_procList[ind]["startTime"] = nowtimeif nowP["serviceTime"] > rr:  # 服务时间大于时间片nowP["serviceTime"] -= rr  # 还需要服务的时间nowtime += rr  # 当前完成时间else:  # 服务时间小于等于时间片servicetime = RR_procList[ind]["serviceTime"]  # 原始的服务时间nowP["finishTime"] = nowtime + nowP["serviceTime"]  # 完成时间nowP["zzTime"] = nowP["finishTime"] - nowP["arriveTime"]nowP["dqzzTime"] = nowP["zzTime"] / servicetimenowtime = nowP["finishTime"]  # 更新当前完成时间nowP["serviceTime"] = 0  # 服务结束flag -= 1# 等待进程数量wait = 0for n in range(i, count, 1):if temppro[n]["arriveTime"] <= nowtime:  # 下一个进程已经到达wait += 1# 如果有等待进程，等待进程入队if wait > 0:for m in range(wait):waitP = temppro[i]qu.put(waitP)i += 1    # 进程索引加一if nowP["serviceTime"] > 0:  # 服务未结束，放到队尾qu.put(nowP)# 队列已空else:nowP = temppro[i]nowtime = nowP["arriveTime"]qu.put(nowP)i += 1       # 进程索引加一# 结束循环判断for j in range(count):if temppro[j]["serviceTime"] == 0:sign = False  # 全部进程执行完成else:sign = True  # 还有未服务结束的进程breakazzTime = 0adqzzTime = 0for l in range(count):RR_procList[l]["finishTime"] = temppro[l]["finishTime"]RR_procList[l]["zzTime"] = temppro[l]["zzTime"]RR_procList[l]["dqzzTime"] = temppro[l]["dqzzTime"]azzTime += temppro[l]["zzTime"]adqzzTime += temppro[l]["dqzzTime"]for k in range(count):print("进程:{: <4}到达时间:{: <6}运行时间:{: <6}开始时间:{: <6}完成时间:{: <6}周转时间:{: <6}带权周转时间:{: <6} ".format(RR_procList[k]["pName"], RR_procList[k]["arriveTime"], RR_procList[k]["serviceTime"],RR_procList[k]["startTime"],RR_procList[k]["finishTime"], RR_procList[k]["zzTime"], RR_procList[k]["dqzzTime"]))print("平均周转时间:{: <6}\n平均带权周转时间:{: <6}" .format(azzTime/count, adqzzTime/count))# 主函数
if __name__ == '__main__':inpcb()print("算法一：先来先服务算法-FCFS")print("算法二：短作业优先算法-SJF")print("算法三：最高响应比优先算法-HRRN")print("算法四：时间片轮转调度算法-RR")m = 1while (m == 1):option = input("请输入你要选择的算法(输入1，2,3,4进行选择，其他键退出):")if (option == '1'):FCFS()elif (option == '2'):SJF()elif (option == '3'):HRRN()elif (option == '4'):rr = float(input("请输入时间片长度:"))RR(rr)else:print("退出计算")m = 0

运行结果如下:

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