Java实现操作系统作业调度模拟程序+GUI图形化

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一、设计要求

编写并调试一个单道处理系统的作业调度模拟程序。分别采用先来先服务（FCFS），以及优先权优先调度算法，简单轮转法调度算法进行调度。对每种调度算法都要求打印每个作业开始运行时刻、完成时刻、周转时间、带权周转时间，以及这组作业的平均周转时间及带权平均周转时间，以比较各种算法的优缺点。

二、运行环境

此程序运行于Java 16.0.2 环境中，在windows系统

三、系统功能

模拟多作业的调度，本程序采用了可选择先来先服务算法、优先权优先算法和简单轮转算法进行调度。
用户使用模拟功能前先输入自定义的作业信息包括：序号、作业名、优先级、服务时间和到达时间。然后通过选择框选择需要使用的调度算法进行执行模拟，将会得到以上信息以及开始运行时间、结束运行时间、周转时间和带权周转时间的表格信息，以及总平均周转时间和平均带权周转时间。
用户在执行后也可以进行撤销执行，方便用户体验其他算法，避免重复输入进程信息的繁琐。

四、所用的数据结构

public class JCB {public int id;            //序号public String name;        //作业名public int priority;       //优先级public double workTime;    //服务时间public double arriveTime;  //到达时间public double beginTime;   //开始运行时间public double finshTime;   //运行结束时间public double TAT;         //周转时间public double WTAT;        //带权周转时间public double serviceTime = 0; //已服务时间
}

五、主要函数功能

先来先服务算法（FCFS）

public class FCFS {public static ArrayList<JCB> FCFS(ArrayList<JCB> JCBArr) {//根据到达时间将输入队列排序，同时到达的进程根据序号排序for(int i=0;i<JCBArr.size();i++) {for(int k=i+1;k<JCBArr.size();k++) {if(JCBArr.get(i).getArriveTime()>JCBArr.get(k).getArriveTime()) {Collections.swap(JCBArr, i, k);}}}//存储结果数组ArrayList<JCB> workArr = new ArrayList<JCB>();for(JCB j : JCBArr) {if(workArr.size() == 0){    //执行第一个进程j.setBeginTime(j.getArriveTime());j.setFinshTime(j.getBeginTime()+j.getWorkTime());} else {j.setBeginTime(workArr.get(workArr.size()-1).getFinshTime());j.setFinshTime(j.getBeginTime()+j.getWorkTime());}workArr.add(j);}return workArr;}
}

优先权优先调度算法（PSA），设定优先数越小优先级越高

public class PSA {public static ArrayList<JCB> PSA(ArrayList<JCB> JCBArr) {//根据到达时间获取第一个到达并且优先权最高的进程JCB first;first = JCBArr.get(0);for(int i=0;i<JCBArr.size();i++) {if(first.getArriveTime() == JCBArr.get(i).getArriveTime()) {if(first.getPriority() > JCBArr.get(i).getPriority()) {first = JCBArr.get(i);}} else if(first.getArriveTime() > JCBArr.get(i).getArriveTime()) {first = JCBArr.get(i);}}//复制原PCB数组ArrayList<JCB> tempArr = new ArrayList<JCB>();for (int i=0;i<JCBArr.size();i++) {tempArr.add(JCBArr.get(i));}//第一个进入工作队列中ArrayList<JCB> workArr = new ArrayList<JCB>();  //存储结果数组workArr.add(first);workArr.get(0).setBeginTime(first.getArriveTime());workArr.get(0).setFinshTime(first.getArriveTime()+first.getWorkTime());//删除已经进入工作队列的第一个进程的PCBtempArr.remove(first);//剩下的进程通过优先权优先调度算法依次进入工作队列while(!tempArr.isEmpty()) {ArrayList<JCB> temp = new ArrayList<JCB>();double lastFinshTime = workArr.get(workArr.size()-1).getFinshTime();//筛选出在上一个进程结束前到达的进程放入temp数组for(JCB j : tempArr) {if(j.getArriveTime() < lastFinshTime) {temp.add(j);}}if(temp.isEmpty()){for(JCB j : tempArr) {temp.add(j);}}//筛选出temp数组中优先权最高的进程first2JCB first2;first2 = temp.get(0);for(int i=0;i<temp.size();i++) {if(first2.getPriority() > temp.get(i).getPriority())first2 = temp.get(i);}//将first2对应进程放入工作队列并运行，同时在临时复制的PCB（tempArr)中删除该进程的PCBfirst2.setBeginTime(lastFinshTime);first2.setFinshTime(first2.getBeginTime()+first2.getWorkTime());workArr.add(first2);tempArr.remove(first2);temp.clear();}return workArr;}
}

简单轮转法调度算法（RR）

public class RR {//设置时间片Tpublic static double T = 0.5;//简单轮转法调度算法（RR）public static ArrayList<JCB> RR(ArrayList<JCB> JCBArr) {//根据到达时间将输入队列排序，同时到达的进程根据序号排序//轮换时间算法在排序确定以后都是按照这个顺序进行调度的for(int i=0;i<JCBArr.size();i++) {for(int k=i+1;k<JCBArr.size();k++) {if(JCBArr.get(i).getArriveTime()>JCBArr.get(k).getArriveTime()) {Collections.swap(JCBArr, i, k);}}}//记录当前时间double nowTime = JCBArr.get(0).getArriveTime();int flag = 1;   //标志是否全部作业都已完成while(flag == 1){for (int i=0;i<JCBArr.size();i++){//设置开始运行时间if(JCBArr.get(i).getServiceTime() == 0){JCBArr.get(i).setBeginTime(nowTime);}//判断作业是否已经完成，完成则跳过此次循环，没有则继续更新时间if(JCBArr.get(i).getServiceTime() >= JCBArr.get(i).getWorkTime()) {continue;} else {//每次轮换更新当前时间nowTime += T;//每次轮换更新一次已服务时间JCBArr.get(i).setServiceTime(JCBArr.get(i).getServiceTime() + T);//每次轮换完后都将作业的完成时间暂时设置成当前时间，如果作业已完成则不需更新，如果还未完成则继续更新JCBArr.get(i).setFinshTime(nowTime);}//如果最后flag还是为1的话那么说明还有作业没有完成，继续循环flag = 0;for (int k=0;k<JCBArr.size();k++){if(JCBArr.get(k).getServiceTime() < JCBArr.get(k).getWorkTime()) {flag = 1;}}}}return JCBArr;}
}

图形化相关代码
由于代码过长将不放在报告内影响报告篇幅

六、运行情况

测试用例(序号、作业名、优先级、服务时间、到达时间)
new JCB(1, “J1”, 3, 10, 1);
new JCB(2, “J2”, 1, 3, 1);
new JCB(3, “J3”, 5, 2, 3);
new JCB(4, “J4”, 4, 1, 3);
new JCB(5, “J5”, 2, 5, 3);
到达时间有相同且有存在后备队列等待能很好测试各个调度算法
先来先服务调度算法
优先权优先调度算法
简单轮转法调度算法
输入时间片，测试用例时间片为1

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二、运行环境

三、系统功能

四、所用的数据结构

五、主要函数功能

六、运行情况

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