当前位置:文档之家› 最佳调度的回溯算法的实验

最佳调度的回溯算法的实验

最佳调度的回溯算法的实验
最佳调度的回溯算法的实验

实验目的:

理解回溯法的原理,掌握调度问题的处理方法,实现最佳调度问题的回溯解决。

问题定义

输入:

1.任务数N

2.机器数M

3.随机序列长度t[i],其中t[i]=x表示第i个任务完成需要时间单位x,

输出:

1.开销时间besttime,表示最佳调度需要时间单位

2.最佳调度序列bestx[],其中bestx[i]=x,表示将第i个任务分配给

第x个机器执行。

实验思想

解空间的表示:

一个深度为N的M叉树。

基本思路:搜索从开始结点(根结点)出发,以DFS搜索整个解空间。

每搜索完一条路径则记录下besttime 和bestx[]序列

开始结点就成为一个活结点,同时也成为当前的扩展结点。在当前的扩展结点处向纵深方向移至一个新结点,并成为一个新的活结点,也成为当前扩展结点。

如果在当前的扩展结点处不能再向纵深方向扩展,则当前扩展结点就成为死结点。

此时,应往回移动(回溯)至最近的一个活结点处,并使这个活结点成为当前的扩展结点;直至找到一个解或全部解。

测试数据及结果

本测试的硬件以及软件环境如下

CPU:PM 1.5G; 内存:768M;操作系统:windows xp sp2;软件平台:JDK1.5;开发环境:eclipse

如图1所示:即为求任务数为10机器数为5的最佳调度的算法结果。

图1

实验结论以及算法分析

通过测试证明算法正确有效。

性能分析的方法:使用JDK 1.5的System.nanoTime(),计算算法消耗的时间,以此来评价算法。(该方法在JDK1.5以下的版本中不支持)

为了不影响算法的准确度,在测试的过程我们注释掉了打印随机字符串的步骤。

由于没有使用限界函数进行优化,算法时间和空间复杂度呈指数级增长。所以该算法不适合较大规模的计算。

图2

图2 蓝线表示机器数一定M=3时,n增大时求解最佳调度对所消耗的时间,该趋势随着指数增加。

图3

图3表示任务数N一定时随着M的增大的增长曲线。

图2和图3表明该程序的时间复杂度与理论分析相符合。

源代码

最佳调度的回溯算法(java描述)

BestSchedule.Java

package bestSchedule;

import ;

public class BestSchedule {

/**

* @author icyfire

回溯法实验(0-1背包问题)

算法分析与设计实验报告第五次附加实验

附录: 完整代码(回溯法) //0-1背包问题回溯法求解 #include using namespace std; template class Knap //Knap类记录解空间树的结点信息 { template friend Typep Knapsack(Typep [],Typew [],Typew,int); private: Typep Bound(int i); //计算上界的函数 void Backtrack(int i); //回溯求最优解函数

Typew c; //背包容量 int n; //物品数 Typew *w; //物品重量数组| Typep *p; //物品价值数组 Typew cw; //当前重量 Typep cp; //当前价值 Typep bestp; //当前最后价值 }; template Typep Knapsack(Typep p[],Typew w[],Typew c,int n); //声明背包问题求解函数template inline void Swap(Type &a,Type &b); //声明交换函数 template void BubbleSort(Type a[],int n); //声明冒泡排序函数 int main() { int n ;//物品数 int c ;//背包容量 cout<<"物品个数为:"; cin>>n; cout<<"背包容量为:"; cin>>c; int *p = new int[n];//物品价值下标从1开始 int *w = new int[n];//物品重量下标从1开始 cout<<"物品重量分别为:"<>w[i]; } cout<<"物品价值分别为:"<>p[i]; } cout<<"物品重量和价值分别为:"<

子集和数的回溯算法

设计四 子集和数的回溯算法 班级通信08-2BF 学号1408230929 姓名杨福 成绩 分 一、 设计目的 1.掌握回溯法解题的基本思想; 2.掌握子集和数问题的回溯算法; 3.进一步掌握子集和数问题的回溯递归算法、迭代算法的基本思想和算法设计方法; 二、 设计内容 a) 任务描述 1)子集和数问题简介 子集和数问题是假定有n 个不同的正数(通常称为权),要求找出这些数中所有事的某和数为M 的组合。 2)设计任务简介 设计、编程、测试求解子集和数问题的回溯算法。 1. 子集和数问题的表示方案 本设计利用大小固定的元组来研究回溯算法,在此情况下,解向量的元素X (i )取1或0值,它表示是否包含了权数W (i ). 生成图中任一结点的儿子是很容易的。对于i 级上的一个结点,其左儿子对应于X (i )=1,右儿子对应于X(i)=0。对于限界函数的 一种简单选择是,当且仅当∑∑+==≥+ n k i k i M i W i X i W 11)()()(时,B(X(1),〃〃〃,X (k ))=true 。 显然,如果这个条件不满足,X(1),〃〃〃,X (k )就不能导致一个答案结点。如果假定这些W (i )一开始就是按非降次序列排列的,那么这些限界函数可以被强化。在这种情 况下,如果M k W i X i W k i >++∑=)1()()(1 ,则X(1),〃〃〃,X (k )就不能导致一个答案结 点。因此,将要使用的限界函数是B k (X (1),〃〃〃,X (k ))=true,当且仅当 M i W i X i W n k i k i =+∑∑+==11)()()(。 2. 主要数据类型与变量 int M ; // 表示要求得到的子集和; int s; // 表示所选当前元素之前所选的元素和;

作业调度算法C++实现

学号: 姓名: 班级: 实验时间: 2011-10-10 实验编号 002 实验名称 作业调度算法 实验目的和 要求 通过对作业调度算法的模拟加深对作业概念和作业调度算法的理解 实验内容 (1) 模拟FCFS 算法实现作业调度 (2) 模拟短作业优先算法实现作业调度 模拟最高相应比优先算法实现作业调度 一、 实验题目 输入:作业流文件,其中存储的是一系列要执行的作业, 每个作业包括三个数据项: 作业号、作业进入系统的时间(用一小数表示,如10:10,表示成10.10)、估计执行时间(单位小时,以十进制表示) 参数用空格隔开,下面是示例: 1 8.00 0.5 2 8.15 0.3 3 8.30 0.25 4 8.35 0.20 5 8.45 0.15 6 9.00 0.10 7 9.20 0.05 其中调度时刻为最后一个作业到达系统的时间! 输出:作业号 进入内存的时间,每行输出一个作业信息。 并输出每一种调度算法的平均周转时间和平均带权周转时间。 二、 算法设计思路 首先用一个switch 函数做界面选择进入哪一种算法。用一个内来定义作业 float s;//提交时间 float j;//执行时间 float k;//开始时间 float w;//完成时间 float z;//周转时间 float d;//带权周转时间 1, 先来先服务,首先计算第一个作业的完成时间,周转时间,带权周转时间。再用for 循 环来计算剩下每一个作业的完成时间,周转时间,带权周转时间。然后再算出平均周转时间和平均带权周转时间。 2, 短作业有优先,首先计算第一个作业的完成时间,周转时间,带权周转时间。再用来计 算其他作业的。其中在for 循环中嵌套while 函数,在每一次计算前判断处于等待状态 计算机操作系统 实验报告

进程调度算法实验报告

操作系统实验报告(二) 实验题目:进程调度算法 实验环境:C++ 实验目的:编程模拟实现几种常见的进程调度算法,通过对几组进程分别使用不同的调度算法,计算进程的平均周转时间和平均带权周转时间,比较 各种算法的性能优劣。 实验内容:编程实现如下算法: 1.先来先服务算法; 2.短进程优先算法; 3.时间片轮转调度算法。 设计分析: 程序流程图: 1.先来先服务算法 开始 初始化PCB,输入进程信息 各进程按先来先到的顺序进入就绪队列 结束 就绪队列? 运行 运行进程所需CPU时间 取消该进程 2.短进程优先算法

3.时间片轮转调度算法 实验代码: 1.先来先服务算法 #include #define n 20 typedef struct { int id; //进程名

int atime; //进程到达时间 int runtime; //进程运行时间 }fcs; void main() { int amount,i,j,diao,huan; fcs f[n]; cout<<"请输入进程个数:"<>amount; for(i=0;i>f[i].id; cin>>f[i].atime; cin>>f[i].runtime; } for(i=0;if[j+1].atime) {diao=f[j].atime; f[j].atime=f[j+1].atime; f[j+1].atime=diao; huan=f[j].id; f[j].id=f[j+1].id; f[j+1].id=huan; } } } for(i=0;i #define n 5 #define num 5 #define max 65535 typedef struct pro { int PRO_ID; int arrive_time;

回溯法实验(最大团问题)

算法分析与设计实验报告第七次附加实验

} } 测试结果 当输入图如下时: 当输入图如下时: 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5

当输入图如下时: 1 2 3 4 5

附录: 完整代码(回溯法) //最大团问题回溯法求解 #include using namespace std; class Clique { friend void MaxClique(int **,int *,int ); private: void Backtrack(int i); int **a; //图的邻接矩阵 int n; //图的顶点数 int *x; //当前解 int *bestx; //当前最优解 int cn; //当前顶点数 int bestn; //当前最大顶点数 }; void Clique::Backtrack(int i) { //计算最大团 if(i>n) //到达叶子节点 { for(int j=1;j<=n;j++) bestx[j]=x[j]; bestn=cn;

cout<<"最大团:("; for(int i=1;i=bestn) { //修改一下上界函数的条件,可以得到 x[i]=0; //相同点数时的解 Backtrack(i+1); } } void MaxClique(int **a,int *v,int n) { //初始化Y Clique Y; Y.x=new int[n+1]; Y.a=a; Y.n=n; https://www.doczj.com/doc/6b16806011.html,=0; Y.bestn=0; Y.bestx=v; Y.Backtrack(1); delete [] Y.x; cout<<"最大团的顶点数:"<

作业调度算法(先来先服务算法,短作业算法)

《操作系统》实验报告 题目:作业调度算法 班级:网络工程 姓名:朱锦涛 学号:E31314037

一、实验目的 用代码实现页面调度算法,即先来先服务(FCFS)调度算法、短作业优先算法、高响应比优先调度算法。通过代码的具体实现,加深对算法的核心的理解。 二、实验原理 1.先来先服务(FCFS)调度算法 FCFS是最简单的调度算法,该算法既可用于作业调度,也可用于进程调度。当在作业调度中采用该算法时,系统将按照作业到达的先后次序来进行调度,或者说它是优先考虑在系统中等待时间最长的作业,而不管该作业所需执行的时间的长短,从后备作业队列中选择几个最先进入该队列的作业,将它们调入内存,为它们分配资源和创建进程。然后把它放入就绪队列。 2.短作业优先算法 SJF算法是以作业的长短来计算优先级,作业越短,其优先级越高。作业的长短是以作业所要求的运行时间来衡量的。SJF算法可以分别用于作业和进程调度。在把短作业优先调度算法用于作业调度时,它将从外存的作业后备队列中选择若干个估计运行时间最短的作业,优先将它们调入内存。 3、高响应比优先调度算法

高响应比优先调度算法则是既考虑了作业的等待时间,又考虑了作业的运行时间的算法,因此既照顾了短作业,又不致使长作业等待的时间过长,从而改善了处理机调度的性能。 如果我们引入一个动态优先级,即优先级是可以改变的令它随等待的时间的延长而增加,这将使长作业的优先级在等待期间不断地增加,等到足够的时间后,必然有机会获得处理机。该优先级的变化规律可以描述为: 优先权 = (等待时间 + 要求服务时间)/要求服务时间 三、实验内容 源程序: #include #include #include struct work { i nt id; i nt arrive_time;

先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法_实验报告材料

先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法 1、实验目的 通过这次实验,加深对进程概念的理解,进一步掌握进程状态的转变、进程调度的策略及对系统性能的评价方法。 2、需求分析 (1) 输入的形式和输入值的范围 输入值:进程个数Num 范围:0

说明本程序中用到的所有抽象数据类型的定义、主程序的流程以及各程序模块之间的层次(调用)关系。 4、详细设计 5、调试分析 (1)调试过程中遇到的问题以及解决方法,设计与实现的回顾讨论和分析 ○1开始的时候没有判断进程是否到达,导致短进程优先算法运行结果错误,后来加上了判断语句后就解决了改问题。 ○2 基本完成的设计所要实现的功能,总的来说,FCFS编写容易,SJF 需要先找到已经到达的进程,再从已经到达的进程里找到进程服务时间最短的进程,再进行计算。 (2)算法的改进设想 改进:即使用户输入的进程到达时间没有先后顺序也能准确的计算出结果。(就是再加个循环,判断各个进程的到达时间先后,组成一个有序的序列) (3)经验和体会 通过本次实验,深入理解了先来先服务和短进程优先进程调度算法的思想,培养了自己的动手能力,通过实践加深了记忆。 6、用户使用说明 (1)输入进程个数Num

回溯搜索算法

补充2 回溯法 解回溯法的深度优先搜索策略 z理解回溯法的深度优先搜索策略。 z掌握用回溯法解题的算法框架 (1)递归回溯 (2)迭代回溯 (3)子集树算法框架 (4)排列树算法框架 通过应用范例学习回溯法的设计策略 z通过应用范例学习回溯法的设计策略。

Sch2-1z Sch2-1 方法概述搜索算法介绍 (1)穷举搜索 (2)盲目搜索 —深度优先(DFS)或回溯搜索( Backtracking); —广度优先搜索( BFS ); (Branch &Bound) —分支限界法(Branch & Bound);—博弈树搜索( α-βSearch) (3)启发式搜索 —A* 算法和最佳优先( Best-First Search ) —迭代加深的A*算法 —B*AO*SSS*等算法B , AO , SSS 等算法 —Local Search, GA等算法

Sch2-1z Sch2-1 方法概述搜索空间的三种表示: —表序表示:搜索对象用线性表数据结构表示; —显示图表示:搜索对象在搜索前就用图(树)的数据结构表示; —隐式图表示:除了初始结点,其他结点在搜索过程中动态生成。缘于搜索空间大,难以全部存储。 z 搜索效率的思考:随机搜索 —上世纪70年代中期开始,国外一些学者致力于研究随机搜索求解困难的组合问题,将随机过程引入搜索; —选择规则是随机地从可选结点中取一个从而可以从统计角度分析搜选择规则是随机地从可选结点中取一个,从而可以从统计角度分析搜索的平均性能; —随机搜索的一个成功例子是:判定一个很大的数是不是素数,获得了第个多式时算法 第一个多项式时间的算法。

回溯法实验报告

实验04 回溯法 班级:0920561 姓名:宋建俭学号:20 一、实验目的 1.掌握回溯法的基本思想。 2.掌握回溯法中问题的解空间、解向量、显式约束条件、隐式约束条件以及子 集树与排列树的递归算法结构等内容。 3.掌握回溯法求解具体问题的方法。 二、实验要求 1.认真阅读算法设计教材,了解回溯法思想及方法; 2.设计用回溯算法求解装载问题、n后问题、图的m着色问题的java程序 三、实验内容 1.有一批共n个集装箱要装上2艘载重量分别为C1和C2的轮船,其中集装箱 i的重量为wi,且∑wi≤C1+C2。装载问题要求确定是否有一个合理的装载方案可将这个集装箱装上这2艘轮船。如果有,找出一种装载方案。 2.在n×n格的棋盘上放置彼此不受攻击的n个皇后。按照国际象棋的规则, 皇后可以攻击与之处在同一行或同一列或同一斜线上的棋子。n后问题等价于在n×n格的棋盘上放置n个皇后,任何2个皇后不放在同一行或同一列或同一斜线上。 3.给定无向连通图G和m种不同的颜色。用这些颜色为图G的各顶点着色,每 个顶点着一种颜色。是否有一种着色法使G中每条边的2个顶点着不同颜色。 这个问题是图的m可着色判定问题。 四、算法原理 1、装载问题 用回溯法解装载问题时,用子集树表示其解空间是最合适的。可行性约束可剪去不满足约束条件(w1x1+w2x2+…+wnxn)<=c1的子树。在子集树的第j+1层结点Z处,用cw记当前的装载重量,即cw=(w1x1+w2x2+…+wjxj),当cw>c1时,以结点Z为根的子树中所有结点都不满足约束条件,因而该子树中的解均为不可行解,故可将该子树剪去。 解装载问题的回溯法中,方法maxLoading返回不超过c的最大子集和,但未给出达到这个最大子集和的相应子集。 算法maxLoading调用递归方法backtrack(1)实现回溯搜索。Backtrack(i)搜索

作业调度实验报告

作业调度实验报告 Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

实验二作业调度 一.实验题目 1、编写并调试一个单道处理系统的作业等待模拟程序。 作业调度算法:分别采用先来先服务(FCFS),最短作业优先(SJF)、响应比高者优先(HRN)的调度算法。 (1)先来先服务算法:按照作业提交给系统的先后顺序来挑选作业,先提交的先被挑选。 (2)最短作业优先算法:是以进入系统的作业所提出的“执行时间”为标准,总是优先选取执行时间最短的作业。 (3)响应比高者优先算法:是在每次调度前都要计算所有被选作业(在后备队列中)的响应比,然后选择响应比最高的作业执行。 2、编写并调度一个多道程序系统的作业调度模拟程序。 作业调度算法:采用基于先来先服务的调度算法。可以参考课本中的方法进行设计。 对于多道程序系统,要假定系统中具有的各种资源及数量、调度作业时必须考虑到每个作业的资源要求。 二.实验目的: 本实验要求用高级语言(C语言实验环境)编写和调试一个或多个作业调度的模拟程序,了解作业调度在操作系统中的作用,以加深对作业调度算法的理解三 .实验过程 <一>单道处理系统作业调度 1)单道处理程序作业调度实验的源程序: 执行程序: 2)实验分析:

1、由于在单道批处理系统中,作业一投入运行,它就占有计算机的一切资源直到作业完成为止,因此调度作业时不必考虑它所需要的资源是否得到满足,它所占用的 CPU 时限等因素。 2、每个作业由一个作业控制块JCB 表示,JCB 可以包含如下信息:作业名、提交时间、所需的运行时间、所需的资源、作业状态、链指针等等。作业的状态可以是等待W(Wait)、运行R(Run)和完成F(Finish)三种状态之一。每个作业的最初状态总是等待W 。 3、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。 3)流程图: 二.最短作业优先算法 三.高响应比算法 图一.先来先服务流程图 4)源程序: #include <> #include <> #include <> #define getpch(type) (type*)malloc(sizeof(type)) #define NULL 0 int n; float T1=0,T2=0; int times=0; struct jcb .\n",p->name); free(p); .wait...",time); if(times>1000) 代替 代替

回溯法实验报告

数学与计算机学院实验报告 一、实验项目信息 项目名称:回溯法 实验时间: 2016/06/08 实验学时: 03 学时 实验地点:工科楼503 二、实验目的及要求 理解回溯法的深度优先搜索策略、 掌握用回溯法解题的算法框架、 掌握回溯法的设计策略 三、实验环境 计算机Ubuntu Kylin14.04 CodeBlock软件四、实验内容及实验步骤 排兵布阵问题 某游戏中,不同的兵种处在不同的地形上其攻击能力不一样,现有n个不同兵种的角色{1,2,...,n},需安排在某战区n个点上,角色i在j点上的攻击力为A ij。试设计一个布阵方案,使总的攻击力最大。 数据: 防卫点 角 色 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 回溯法: 程序: #include int position[10]; int a[10][10]; int check(int k){//每个节点检查的函数 int i; for(i=0;i=0) { sum=0; position[k]=position[k]+1; while(position[k]<=n)

if(check(k))break; else position[k]=position[k]+1; if(position[k]<=n && k==n-1) { for(i=0;i

操作系统实验报告-作业调度

作业调度 一、实验目的 1、对作业调度的相关内容作进一步的理解。 2、明白作业调度的主要任务。 3、通过编程掌握作业调度的主要算法。 二、实验内容及要求 1、对于给定的一组作业, 给出其到达时间和运行时间,例如下表所示: 2、分别用先来先服务算法、短作业优先和响应比高者优先三种算法给出作业的调度顺序。 3、计算每一种算法的平均周转时间及平均带权周转时间并比较不同算法的优劣。

测试数据 workA={'作业名':'A','到达时间':0,'服务时间':6} workB={'作业名':'B','到达时间':2,'服务时间':50} workC={'作业名':'C','到达时间':5,'服务时间':20} workD={'作业名':'D','到达时间':5,'服务时间':10} workE={'作业名':'E','到达时间':12,'服务时间':40} workF={'作业名':'F','到达时间':15,'服务时间':8} 运行结果 先来先服务算法 调度顺序:['A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F'] 周转时间: 带权周转时间:

短作业优先算法 调度顺序:['A', 'D', 'F', 'C', 'E', 'B'] 周转时间: 带权周转时间:1. 响应比高者优先算法 调度顺序:['A', 'D', 'F', 'E', 'C', 'B'] 周转时间: 带权周转时间: 五、代码 #encoding=gbk workA={'作业名':'A','到达时间':0,'服务时间':6,'结束时间':0,'周转时间':0,'带权周转时间':0} workB={'作业名':'B','到达时间':2,'服务时间':50} workC={'作业名':'C','到达时间':5,'服务时间':20} workD={'作业名':'D','到达时间':5,'服务时间':10} workE={'作业名':'E','到达时间':12,'服务时间':40} workF={'作业名':'F','到达时间':15,'服务时间':8} list1=[workB,workA,workC,workD,workE,workF] list2=[workB,workA,workC,workD,workE,workF] list3=[workB,workA,workC,workD,workE,workF] #先来先服务算法 def fcfs(list): resultlist = sorted(list, key=lambda s: s['到达时间']) return resultlist #短作业优先算法 def sjf(list): time=0 resultlist=[] for work1 in list: time+=work1['服务时间'] listdd=[] ctime=0 for i in range(time): for work2 in list: if work2['到达时间']<=ctime: (work2) if len(listdd)!=0: li = sorted(listdd, key=lambda s: s['服务时间']) (li[0]) (li[0]) ctime+=li[0]['服务时间'] listdd=[]

回溯算法实验

中原工学院信息商务学院 实验报告 实验项目名称回溯划算法的应用 课程名称算法设计与分析 学院(系、部)中原工学院信息商务学院学科专业计算机科学与技术系班级学号计科132班17号姓名程一涵 任课教师邬迎 日期2014年12月9日

实验五回溯算法的应用 一、实验目的 1.掌握回溯算法的基本概念 2.熟练掌握回溯算法解决问题的基本步骤。 3.学会利用回溯算法解决实际问题。 二.问题描述 题目一:N皇后问题 要在n*n的国际象棋棋盘中放n个皇后,使任意两个皇后都不能互相吃掉。规则:皇后能吃掉同一行、同一列、同一对角线的任意棋子。求所有的解要求:键盘输入皇后的个数n (n ≤ 13) 输出有多少种放置方法 输入输出实例:

三.算法设计 首先,确定第一行皇后的位置,再确定第二行的位置,并且要注意不能同行同列同对角线,若是发现有错则返回上一层,继续判断。满足约束条件时,则开始搜索下一个皇后的位置,直到找出问题的解。 四.程序调试及运行结果分析 五.实验总结 通过这次试验,使得我们面对问题时的解题思路变得更加灵活和多变,并且使我们的编写能力稍稍的提高一些。初步了解了回溯算法,回溯算法实际是一个类似枚举的搜索尝试方法,他的主题思想是在搜索尝试的过程中寻找问题的解,当发现已不满足求解条件时,就回溯返回,尝试别的路径。他特别适用于求解那些涉及到寻求一组解的问题或者求满足某些约束条件的最优解的问题。此算法具有结构清晰,容易理解且可读性强等优点,并且通过稍加变通也可以适用于其他类似问题

附录:程序清单(程序过长,可附主要部分) #include #include using namespace std; int a[20],n; backdate(int n); int check(int k); void output(int n); int main() { int n; cout<<"请输入皇后的个数:"; cin>>n; cout<<"位置排列是:"<0) { a[k]=a[k]+1; while((a[k]<=n) && (check(k)==0)) a[k]=a[k]+1; if(a[k]<=n) if(k==n) { num++; output(n); } else { k=k+1; a[k]=0; } else k=k-1; } cout<<"一共有"<

算法设计与分析:回溯法-实验报告

应用数学学院信息安全专业班学号姓名 实验题目回溯算法 实验评分表

实验报告 一、实验目的与要求 1、理解回溯算法的基本思想; 2、掌握回溯算法求解问题的基本步骤; 3、了解回溯算法效率的分析方法。 二、实验内容 【实验内容】 最小重量机器设计问题:设某一个机器有n个部件组成,每个部件都可以m个不同供应商处购买,假设已知表示从j个供应商购买第i个部件的重量,表示从j个供应商购买第i个部件的价格,试用回溯法求出一个或多个总价格不超过c且重量最小的机器部件购买方案。 【回溯法解题步骤】 1、确定该问题的解向量及解空间树; 2、对解空间树进行深度优先搜索; 3、再根据约束条件(总价格不能超过c)和目标函数(机器重量最小)在搜索过程中剪去多余的分支。 4、达到叶结点时记录下当前最优解。 5、实验数据n,m, ] ][ [j i w,] ][ [j i c的值由自己假设。 三、算法思想和实现【实现代码】

【实验数据】 假设机器有3个部件,每个部件可由3个供应商提供(n=3,m=3)。总价不超过7(c<=7)。 部件重量表: 部件价格表: 【运行结果】

实验结果:选择供应商1的部件1、供应商1的部件2、供应商3的部件3,有最小重量机器的重量为4,总价钱为6。 四、问题与讨论 影响回溯法效率的因素有哪些? 答:影响回溯法效率的因素主要有以下这五点: 1、产生x[k]的时间; 2、满足显约束得x[k]值的个数; 3、计算约束函数constraint的时间; 4、计算上界函数bound的时间; 5、满足约束函数和上界函数约束的所有x[k]的个数。 五、总结 这次实验的内容都很有代表性,通过上机操作实践与对问题的思考,让我更深层地领悟到了回溯算法的思想。 回溯算法的基本思路并不难理解,简单来说就是:从一条路往前走,能进则进,不能进则退回来,换一条路再试。回溯法的基本做法是深度优先搜索,是一种组织得井井

回溯法

回溯法 回溯法也是搜索算法中的一种控制策略,但与枚举法不同的是,它是从初始状态出发,运用题目给出的条件、规则,按照深度优秀搜索的顺序扩展所有可能情况,从中找出满足题意要求的解答。回溯法是求解特殊型计数题或较复杂的枚举题中使用频率最高的一种算法。 一、回溯法的基本思路 何谓回溯法,我们不妨通过一个具体实例来引出回溯法的基本思想及其在计算机上实现的基本方法。【例题12.2.1】n皇后问题 一个n×n(1≤n≤100)的国际象棋棋盘上放置n个皇后,使其不能相互攻击,即任何两个皇后都不能处在棋盘的同一行、同一列、同一条斜线上,试问共有多少种摆法? 输入: n 输出: 所有分案。每个分案为n+1行,格式: 方案序号 以下n行。其中第i行(1≤i≤n)行为棋盘i行中皇后的列位置。 在分析算法思路之前,先让我们介绍几个常用的概念: 1、状态(state) 状态是指问题求解过程中每一步的状况。在n皇后问题中,皇后所在的行位置i(1≤i≤n)即为其时皇后问题的状态。显然,对问题状态的描述,应与待解决问题的自然特性相似,而且应尽量做到占用空间少,又易于用算符对状态进行运算。 2、算符(operater) 算符是把问题从一种状态变换到另一种状态的方法代号。算符通常采用合适的数据来表示,设为局部变量。n皇后的一种摆法对应1..n排列方案(a1,…,a n)。排列中的每个元素a i对应i行上皇后的列位置(1≤i≤n)。由此想到,在n皇后问题中,采用当前行的列位置i(1≤i≤n)作为算符是再合适不过了。由于每行仅放一个皇后,因此行攻击的问题自然不存在了,但在试放当前行的一个皇后时,不是所有列位置都适用。例如(l,i)位置放一个皇后,若与前1..l-1行中的j行皇后产生对角线攻击(|j-l|=|a j -i|)或者列攻击(i≠a j),那么算符i显然是不适用的,应当舍去。因此,不产生对角线攻击和列攻击是n皇后问题的约束条件,即排列(排列a1,…,a i,…,a j,…,a n)必须满足条件(|j-i|≠|a j-a i|) and (a i≠a j) (1≤i,j≤n)。 3、解答树(analytic tree) 现在让我们先来观察一个简单的n皇后问题。设n=4,初始状态显然是一个空棋盘。 此时第一个皇后开始从第一行第一列位置试放,试放的顺序是从左至右、自上而下。每个棋盘由4个数据表征相应的状态信息(见下图): (××××)

FCFS和SJF进程调度算法实验报告

FCFS和SJF进程调度算法实验报告 【实验题目】:编写程序,实现FCFS和SJF算法,模拟作 业调度过程,加深对作业调度的理解。 【实验内容】 实现FCFS和SJF调度算法。 –数据结构设计(JCB,后备作业队列) –算法实现与模拟(排序、调度) –输出调度结果,展示调度过程并解释 【实验要求】 1. 设计作业控制块(JCB)的数据结构 –应包含实验必须的数据项,如作业ID、需要的服务时间、进入系 统时间、完成时间,以及实验者认为有必要的其他数据项。 2. 实现排序算法(将作业排队) –策略1:按“进入系统时间”对作业队列排序(FCFS) –策略2:按“需要的服务时间”对作业队列排序(SJF) 3. 实现调度过程模拟 (1)每个作业用一个JCB表示,如果模拟FCFS,按策略1将作业排队,如果模拟SJF,按策略2将作业排队(2)选择队首的作业,将其从后备队列移出 (3)(作业运行过程,在本实验中,无需实现,可认为后备队列的 作业一但被调度程序选出,就顺利运行完毕,可以进入第4步) (4)计算选中作业的周转时间 (5)进行下一次调度(去往第2步) 4.实现结果输出 –输出作业状态表,展示调度过程 ?初始作业状态(未调度时) ?每次调度后的作业状态 设计作业控制块(JCB)的数据结构 每个作业由一个作业控制块JCB表示,JCB可以包含如下信息:作业名、提交时间、所需的运行时间、所需的资源、作业状态、链指针等等。具体结构如下:typedef struct jcb{ char name[10]; /* 作业名*/ char state; /* 作业状态*/ int ts; /* 提交时间*/ float super; /* 优先权*/ int tb; /* 开始运行时间*/ int tc; /* 完成时间*/ float ti; /* 周转时间*/ float wi; /* 带权周转时间*/ int ntime; /* 作业所需运行时间*/ char resource[10]; /* 所需资源*/ struct jcb *next; /* 结构体指针*/ } JCB; JCB *p,*tail=NULL,*head=NULL; 作业的状态可以是等待W(Wait)、运行R(Run)和完成F(Finish)三种状态之一。每个作业的最初状态总是等待W。,组成一个后备队列等待,总是首先调度等待队列中队首的作业。

回溯法实验(n皇后问题)(迭代法)

算法分析与设计实验报告第三次附加实验

附录: 完整代码(回溯法) //回溯算法递归回溯n皇后问题#include #include #include #include"math.h" using namespace std; class Queen

{ friend int nQueen(int); //定义友元函数,可以访问私有数据 private: bool Place(int k); //判断该位置是否可用的函数 void Backtrack(int t); //定义回溯函数 int n; //皇后个数 int *x; //当前解 long sum; //当前已找到的可行方案数 }; int main() { int m,n; for(int i=1;i<=1;i++) { cout<<"请输入皇后的个数:"; //输入皇后个数 cin>>n; cout<<"皇后问题的解为:"<

操作系统作业调度实验报告

实验二作业调度 一.实验题目 1、编写并调试一个单道处理系统的作业等待模拟程序。 作业调度算法:分别采用先来先服务(FCFS),最短作业优先(SJF)的调度算法。 (1)先来先服务算法:按照作业提交给系统的先后顺序来挑选作业,先提交的先被挑选。 (2)最短作业优先算法:是以进入系统的作业所提出的“执行时间”为标准,总是优先选取执行时间最短的作业。 二.实验目的: 本实验要求用高级语言(C语言实验环境)编写和调试一个或多个作业调度的模拟程序,了解作业调度在操作系统中的作用,以加深对作业调度算法的理解 三.实验过程 <一>单道处理系统作业调度 1)单道处理程序作业调度实验的源程序: zuoye.c 执行程序: zuoye.exe 2)实验分析: 1、由于在单道批处理系统中,作业一投入运行,它就占有计算机的一切资源直到作业 完成为止,因此调度作业时不必考虑它所需要的资源是否得到满足,它所占用的 CPU 时限等因素。 2、每个作业由一个作业控制块JCB表示,JCB可以包含如下信息:作业名、提交时间、 所需的运行时间、所需的资源、作业状态、链指针等等。作业的状态可以是等待 W(Wait)、运行R(Run)和完成F(Finish)三种状态之一。每个作业的最初状态总是等待W。 3、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。 3)流程图:

代替 二.最短作业优先算法 代替 三.高响应比算法 图一.先来先服务流程图 4)源程序: #include #include #include #define getpch(type) (type*)malloc(sizeof(type)) #define NULL 0 int n; float T1=0,T2=0; int times=0; struct jcb //作业控制块 { char name[10]; //作业名 int reachtime; //作业到达时间

回溯法实验(最优装载)

算法分析与设计实验报告第二次附加实验 )用可行性约束函数可剪去不满足约束条件

附录: 完整代码(贪心法) //回溯法递归求最优装载问题#include #include #include using namespace std; template class Loading { public: void Backtrack(int i);

int n, //集装箱数 *x, //当前解 *bestx; //当前最优解 Type *w, //集装箱重量数组 c, //第一艘轮船的载重量 cw, //当前载重量 bestw, //当前最优载重量 r; //剩余集装箱重量 }; template void Loading::Backtrack(int i); template //参数为:w[]各物品重量数组,c为第一艘轮船的载重量,n为物品数量,bestx[]数组为最优解 Type MaxLoading(Type w[],Type c,int n,int bestx[]); int main() { int n=3,m; int c=50,c2=50; int w[4]={0,10,40,40}; int bestx[4]; clock_t start,end,over; //计算程序运行时间的算法 start=clock(); end=clock(); over=end-start; start=clock(); m=MaxLoading(w,c,n,bestx); //调用MaxLoading函数 cout<<"轮船的载重量分别是:"<

文本预览
相关文档 最新文档