先来先服务+响应比算法
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时限调度算法给出的调度顺序时限调度算法是一种常用的任务调度算法,它主要用于在有限的时间内,合理地安排多个任务的执行顺序,以提高系统的效率和性能。
本文将介绍时限调度算法的基本原理和常见的调度顺序。
一、先来了先服务(FCFS)调度顺序先来了先服务(First-Come-First-Served)调度顺序是最简单的一种调度算法,它按照任务到达的先后顺序进行调度。
当一个任务到达后,系统就立即执行它,直到任务结束或发生阻塞。
这种调度顺序的优点是简单易实现,但缺点是无法根据任务的重要程度和紧急程度进行优先级调度,容易导致低优先级任务长时间等待。
二、最短作业优先(SJF)调度顺序最短作业优先(Shortest-Job-First)调度顺序是根据任务的执行时间长度进行调度的算法。
当多个任务同时到达时,系统会选择执行时间最短的任务先执行。
这种调度顺序的优点是能够最大程度地减少平均等待时间,提高系统的响应速度。
然而,它也存在着一定的缺点,即可能导致长任务的饥饿问题,即长任务可能一直等待短任务执行完毕而得不到执行。
三、优先级调度顺序优先级调度顺序是根据任务的重要程度和紧急程度进行调度的一种算法。
每个任务都有一个优先级,优先级越高的任务越先执行。
这种调度顺序能够根据任务的紧急程度进行调度,保证重要任务得到及时处理。
然而,它也存在着可能导致低优先级任务长时间等待的问题,因此需要合理设置任务的优先级。
四、时间片轮转(RR)调度顺序时间片轮转(Round-Robin)调度顺序是一种基于时间片的调度算法,它将每个任务分配一个固定长度的时间片,当一个任务的时间片用完后,系统会将其放入等待队列,并执行下一个任务。
这种调度顺序能够公平地分配系统资源,避免某个任务长时间占用资源,但也可能导致任务的响应时间较长。
五、最早截止时间优先(EDF)调度顺序最早截止时间优先(Earliest-Deadline-First)调度顺序是根据任务的截止时间进行调度的一种算法。
最高响应比算法
最高响应比算法是一种常用的进程调度算法,它的主要目的是为了提高系统的响应速度和吞吐量。
该算法的核心思想是根据进程的等待时间和服务时间来计算出每个进程的响应比,然后按照响应比的大小来进行进程调度。
在最高响应比算法中,每个进程都有一个等待时间和一个服务时间。
等待时间指的是进程在就绪队列中等待的时间,而服务时间则是进程需要执行的时间。
根据这两个参数,可以计算出每个进程的响应比,公式如下:
响应比 = (等待时间 + 服务时间) / 服务时间
根据响应比的大小,可以确定下一个要执行的进程。
具体来说,当一个进程进入就绪队列时,系统会计算出它的响应比,并将其加入到就绪队列中。
当CPU空闲时,系统会选择响应比最高的进程来执行。
如果有多个进程的响应比相同,则按照先来先服务的原则进行调度。
最高响应比算法的优点在于它能够提高系统的响应速度和吞吐量。
由于它优先调度响应比高的进程,因此可以保证进程的等待时间和响应时间都比较短。
这样可以提高用户的体验,同时也可以提高系统的吞吐量。
然而,最高响应比算法也存在一些缺点。
首先,它可能会导致一些
进程长时间等待,因为如果一个进程的服务时间很长,那么它的响应比就会很低,从而被其他进程抢占资源。
其次,它可能会导致一些进程饥饿,因为如果一个进程的响应比一直很低,那么它就可能一直得不到执行。
最高响应比算法是一种常用的进程调度算法,它能够提高系统的响应速度和吞吐量。
然而,它也存在一些缺点,需要根据具体情况进行选择。
在实际应用中,可以根据系统的特点和需求来选择合适的进程调度算法,以达到最优的效果。
cpu分配多线程的算法
CPU分配多线程的算法
多线程是指同一个进程中存在多个线程,它们共享进程的资源,但是各自可以有不同的指令和不同的执行路径,而线程的分配是指由线程控制器负责将CPU时间片分配给各个线程,使它们能够顺利的运行。
因此,CPU分配多线程的算法是一个非常重要的问题,它的质量会直接影响到系统整体性能。
常用的CPU分配多线程的算法有:
1. 先来先服务算法(FCFS):这是一种比较简单的算法,它把等待时间最长的线程放在最前面,依次分配处理器时间片。
这种算法最大的缺点是,因为每次都是把等待最长的线程优先处理,等待线程时间越长,后续线程的等待时间就越长,这种情况就叫做“饥饿”现象,容易影响系统性能。
2. 时间片轮转算法(RR):这是一种改进过的算法,它按照一定的时间片让每个线程都有机会执行,其实也是先来先服务算法的一种特殊实现,在一段时间之后,会把处理器让给另一个线程,这样能够有效的缩短等待线程的等待时间,从而达到更好的性能。
3. 最高响应比优先算法(HRRN):这是一种处理饥饿现象的算法,它解决了先来先服务算法的不足,其核心思想是,把处理器时间片分配给响应比最高的线程,即那些等待时间最长的线程。
4. 抢占式优先算法(Preemptive Priority):这是一种结合最
高响应比优先算法和抢占式算法的算法,它以处理器优先级的高低作为线程调度的标准,能够有效的节省CPU时间片,大大提高系统效率。
总结:CPU分配多线程的算法是一个非常重要的问题,它的质量直接影响到系统整体性能。
常用的多线程分配算法有先来先服务算法、时间片轮转算法、最高响应比优先算法和抢占式优先算法等,它们各有优劣,可以根据不同的场景应用不同的算法,以获得最合适的结果。
作业调度算法: 先来先服务算法、短作业优先算法引言在计算机操作系统中,作业调度算法是一种重要的技术,用于管理和调度计算机系统中的作业。
作业调度算法决定了如何分配计算机资源,以便最大化系统的效率和吞吐量。
本文将介绍两种常见的作业调度算法:先来先服务算法(First Come First Serve,FCFS)和短作业优先算法(Shortest Job First,SJF)。
先来先服务算法(FCFS)先来先服务算法是最简单的作业调度算法之一。
按照作业提交的顺序进行调度,先提交的作业先执行,后提交的作业则等待。
这种调度算法不考虑作业的执行时间或优先级,只根据作业提交的先后顺序来进行调度。
算法流程1.将作业按照提交的先后顺序排列。
2.按照排列顺序执行作业。
优点•算法实现简单,易于理解和实现。
•适用于短作业或者作业提交顺序代表了作业的优先级的情况。
缺点•短作业可能因为长作业的存在而等待时间过长,导致响应时间较长。
•不考虑作业执行时间,可能导致平均等待时间和平均周转时间较长。
•无法适应不同作业的执行时间需求。
短作业优先算法(SJF)短作业优先算法是一种将作业按照执行时间长度进行排序的作业调度算法。
在短作业优先算法中,最短执行时间的作业先执行,以此类推。
该算法可以最大程度地减少作业的等待时间和周转时间。
算法流程1.将作业按照执行时间长度从短到长进行排序。
2.按照排列顺序执行作业。
优点•可以最大程度地减少作业的等待时间和周转时间。
•适用于短作业和长作业相互混合的情况。
缺点•难以准确估计作业的执行时间,可能导致长作业等待时间过长。
•需要预先知道作业的执行时间长度才能进行排序。
•不适用于长作业占主导地位的情况。
性能对比与选择先来先服务算法和短作业优先算法都有其优点和缺点。
选择合适的算法取决于具体的应用场景和需求。
•如果作业都很短,并且没有严格的截止时间要求,先来先服务算法可以简单高效地满足需求。
•如果作业的执行时间非常重要,并且具有较严格的截止时间要求,短作业优先算法可以最大程度地减少作业的等待时间和周转时间。
操作系统中的调度算法分析操作系统是计算机系统中最为重要的组成部分之一,它负责管理计算机系统的资源,包括硬件和软件资源,并且为其它应用程序提供支持和服务。
在操作系统中,调度算法是其中非常重要的一部分,对于它的优化和改进有着非常重要的意义。
本文将按照类别对操作系统中的调度算法进行详细分析,包括批处理系统中的调度算法、交互式系统中的调度算法、实时系统中的调度算法,以及多处理器系统中的调度算法。
一、批处理系统中的调度算法批处理系统是指能够自动地运行一批作业的操作系统,它是在没有任何人的干预下完成作业的自动化系统。
在批处理系统中的调度算法,其主要目的是使各作业的吞吐率最大,并且减少响应时间和等待时间。
在批处理系统中的调度算法包括先来先服务(FCFS)算法、短进程优先(SJF)算法、最高响应比优先(HRRN)算法等。
1、先来先服务(FCFS)算法先来先服务算法,也称为先到先服务算法,是最简单的一种调度算法。
它的作用是按照进程的到达时间的先后顺序进行服务,先到达的进程先得到服务,后到达的进程则必须等待前面进程的服务结束才能够被执行。
优点是公平、简单,缺点是会导致长作业等待时间长,短作业等待时间短。
2、短进程优先(SJF)算法短进程优先算法,是按照进程的执行时间长度来排序,执行时间越短的进程优先得到服务,它可以使得等待时间总和最小,从而提高系统的吞吐率。
但是,如果遇到长作业,则会导致短作业等待时间过长。
3、最高响应比优先(HRRN)算法最高响应比优先算法,则是综合考虑前两种算法的优点而得到的一种调度算法,它会计算出每个进程的响应比,并且选择响应比最高的进程进行执行。
响应比的计算公式是:响应比 = (等待时间 + 执行时间) / 执行时间该算法可以最大限度地减少等待时间,并且适用于长作业与短作业的服务。
二、交互式系统中的调度算法相比于批处理系统,交互式系统强调用户体验,需要快速响应用户的指令请求。
因此,交互式系统中的调度算法,其主要目的是降低响应时间,尽可能快地处理用户的请求。
操作系统各种调度算法⼀、批处理作业调度算法1.先来先服务调度算法First Come,First Served.(FCFS):就是按照各个作业进⼊系统的⾃然次序来调度作业。
这种调度算法的优点是实现简单,公平。
其缺点是没有考虑到系统中各种资源的综合使⽤情况,往往使短作业的⽤户不满意,因为短作业等待处理的时间可能⽐实际运⾏时间长得多。
2.短作业优先调度算法shortest job first(SPF): 就是优先调度并处理短作业,所谓短是指作业的运⾏时间短。
⽽在作业未投⼊运⾏时,并不能知道它实际的运⾏时间的长短,因此需要⽤户在提交作业时同时提交作业运⾏时间的估计值。
3.最⾼响应⽐优先算法Hightest response-radio next(HRN):FCFS可能造成短作业⽤户不满,SPF可能使得长作业⽤户不满,于是提出HRN,选择响应⽐最⾼的作业运⾏。
响应⽐=1+作业等待时间/作业处理时间。
4. 基于优先数调度算法Highest Possible Frequency(HPF):每⼀个作业规定⼀个表⽰该作业优先级别的整数,当需要将新的作业由输⼊井调⼊内存处理时,优先选择优先数最⾼的作业。
5.均衡调度算法,即多级队列调度算法基本概念:作业周转时间(Ti)=完成时间(Tei)-提交时间(Tsi)作业平均周转时间(T)=周转时间/作业个数作业带权周转时间(Wi)=周转时间/运⾏时间响应⽐=(等待时间+运⾏时间)/运⾏时间⼆、进程调度算法1.先进先出算法(FIFO):按照进程进⼊就绪队列的先后次序来选择。
即每当进⼊进程调度,总是把就绪队列的队⾸进程投⼊运⾏。
2. 时间⽚轮转算法Round Robin(RR):分时系统的⼀种调度算法。
轮转的基本思想是,将CPU的处理时间划分成⼀个个的时间⽚,就绪队列中的进程轮流运⾏⼀个时间⽚。
当时间⽚结束时,就强迫进程让出CPU,该进程进⼊就绪队列,等待下⼀次调度,同时,进程调度⼜去选择就绪队列中的⼀个进程,分配给它⼀个时间⽚,以投⼊运⾏。
通信系统的调度与资源分配算法一、引言随着信息技术的快速发展,通信系统在现代社会中起着至关重要的作用。
为了确保通信系统的高效运行,调度与资源分配算法成为一项关键技术。
本文将探讨通信系统的调度与资源分配算法,并提出相应的解决方案。
二、调度算法调度算法是通信系统中实现资源管理和任务优先级安排的关键。
常见的调度算法包括最短作业优先(SJF)、先来先服务(FCFS)和高响应比优先(HRRN)等。
1. 最短作业优先(SJF)算法SJF算法是按照任务执行时间长度进行调度的算法。
优先选择执行时间最短的任务,以实现系统的高效运行。
然而,SJF算法容易造成长时间任务的饥饿,导致资源利用率较低。
因此,可以结合其他算法进行改进,如时间片轮转算法。
2. 先来先服务(FCFS)算法FCFS算法是按照任务到达的先后顺序进行调度的算法。
它具有简单易实现的优点,但容易造成后续任务的等待时间过长,影响整体系统的响应速度。
3. 高响应比优先(HRRN)算法HRRN算法根据任务等待时间和执行时间的比值来确定优先级,优先选择等待时间较长的任务。
这种算法可以避免长时间任务的饥饿现象,但对于短时间任务来说可能会产生不公平的调度结果。
三、资源分配算法资源分配算法主要解决通信系统中有限资源的合理分配问题。
常见的资源分配算法包括固定优先级调度算法、动态优先级调度算法和最大剩余空间算法等。
1. 固定优先级调度算法固定优先级调度算法根据任务的优先级确定资源分配的顺序。
高优先级的任务会比低优先级的任务优先获取系统资源。
这种算法适用于对实时性要求较高的通信系统。
2. 动态优先级调度算法动态优先级调度算法是根据任务的实际情况动态调整优先级的算法。
通过对任务的执行情况进行监测和评估,动态调整任务的优先级,以实现更加灵活高效的资源分配。
3. 最大剩余空间算法最大剩余空间算法是一种用于内存分配的资源分配算法。
它在每次分配资源时优先选择剩余空间最大的区域。
这种算法能够充分利用系统的资源,减少碎片化现象,提高系统的整体性能。
操作系统中的进程调度算法随着现代计算机技术的不断发展,操作系统成为管理计算机系统的核心组件。
操作系统不仅可以控制计算机硬件和软件资源的分配,还可以提高计算机的效率和管理性能。
而进程调度就是操作系统中最重要的功能之一,其目的是实现多个进程之间的均衡,响应用户请求,最大程度的利用计算机资源。
进程调度算法是指操作系统中用来决定哪个进程可以被执行和运行多长时间的算法。
不同的操作系统有不同的进程调度算法,通常根据不同策略来选择进程。
下面将介绍几种经典的进程调度算法。
1. 先来先服务(FCFS)算法FCFS算法是最简单的进程调度算法之一。
它的核心思想是按照进程到达的顺序排队,当一个进程结束执行后,下一个进程将会自动成为就绪队列中的第一个进程。
这种算法的优点在于简单易实现,但是很容易出现长作业长等待的问题,也就是说长时间在等待队列中的进程可能会影响到系统效率。
2. 最短作业优先(SJF)算法SJF算法通过对进程执行时间的估计来决定下一个要执行的进程。
也就是说,当一个新进程加入系统时,选择预计需要最短执行时间的进程进行调度。
这种算法在情况比较稳定时,可以保证平均等待时间最少。
但是当有大量的短作业成批到达时,长作业就可能会一直等待。
3. 优先级算法优先级算法是按照每个进程的优先级确定执行顺序的算法。
通常情况下,优先级由进程的重要性、紧急程度等因素来决定。
优先级越高的进程会先得到执行机会。
这种算法可以保证重要的进程得到优先执行,但是它也存在一个问题:优先级调度可能会导致低优先级的进程一直等待执行,这就是由于饥饿现象的出现。
4. 时间片轮转算法时间片轮转算法是一种按照时间分配资源的算法。
每个进程都被分配一个时间片,在该时间片结束时,操作系统会强制暂停进程的执行,将CPU时间分配给下一个进程执行。
这种算法可以保证每个进程都有机会得到尽可能的执行时间,而且能够避免长时间的等待。
5. 高响应比优先(HRRN)算法HRRN算法是一种综合了SJF和优先级算法的综合调度算法。
置换算法知识点总结一、先来先服务(FCFS)先来先服务是最简单的置换算法,其原则是按照进程到达的先后顺序进行调度。
即当一个进程到来,它被插入到就绪队列的尾部,当CPU空闲时,就从就绪队列的头部取出一个作业来执行。
FCFS的优点是实现简单,公平性好,适用于简单的批处理系统。
但缺点是平均等待时间较长,容易出现“饥饿”现象,即长作业等待时间过长。
二、最短作业优先(SJF)最短作业优先算法是一种非抢占式的算法,它会选择就绪队列中估计运行时间最短的作业优先执行。
具体来说,当一个作业到达时,系统将估计它的运行时间,然后将其插入到就绪队列的合适位置。
当CPU空闲时,就从就绪队列的头部取出估计运行时间最短的作业来执行。
SJF的优点是平均等待时间较短,适用于短作业且作业到达时间相对分散的系统。
然而,缺点是无法保证长作业不会出现“饥饿”现象,因为长作业的等待时间可能会非常长。
三、优先级调度优先级调度算法是一种静态优先级算法,其原则是每个作业都有一个固定的优先级,CPU始终执行优先级最高的作业。
优先级调度算法分为抢占式和非抢占式两种。
抢占式优先级调度允许正在执行的作业被更高优先级的作业抢占,而非抢占式优先级调度则不允许。
优先级调度的优点是可以灵活地根据作业的重要性进行调度,适用于实时系统。
然而,缺点是可能会出现作业因优先级太低而饥饿的情况。
四、高响应比优先调度高响应比优先调度算法是一种动态优先级算法,它综合考虑了作业的等待时间和估计运行时间,并按照其响应比大小进行调度。
响应比定义为:(等待时间+要求服务时间)/要求服务时间。
具体来说,当一个作业到达时,系统将计算其响应比,并选择响应比最高的作业优先执行。
高响应比优先调度的优点是可以保证长作业不会饥饿,适用于长作业和短作业混合的系统。
然而,缺点是实现较为复杂,计算响应比需要消耗一定的资源。
五、轮转调度轮转调度是一种循环式的调度算法,其原则是按照就绪队列中作业的到达顺序依次轮流占用CPU中的时间片。
先来先服务调度算法FCFS调度算法的原理非常简单,当一个作业到达时,它就会排队等待执行。
如果正在执行的作业未完成,新到达的作业就会等待它执行完毕。
一旦当前作业执行完成,调度器就会选择队列中最早到达的作业来执行。
FCFS调度算法存在以下优点:1.公平性:作业按照到达的先后顺序被执行,每个作业都有机会执行,不存在饿死情况。
2.简单性:算法实现简单,易于理解和操作。
然而,FCFS调度算法也存在以下缺点:1.长作业优先:如果队列中存在长时间执行的作业,后续到达的短作业会被阻塞等待,导致响应时间较长。
2.非抢占性:一旦作业开始执行,不能中断,直到作业执行完成。
因此,无法及时响应紧急任务。
3.长等待时间:如果CPU先被占用执行一个长作业,那么在长作业执行完之前,其他作业都要等待很长时间。
4.低利用率:由于没有考虑作业的执行时间,如果队列中存在长时间执行的作业,那么CPU可能会长时间处于空闲状态。
5.不适用于实时任务:对于要求实时响应的任务来说,FCFS无法保证满足其时限要求。
尽管FCFS存在一些缺点,但在一些特定的场景下,FCFS仍然是一种简单高效的调度算法。
例如,对于短作业和长作业混合的场景,FCFS能够维持公平性,确保每个作业都有机会执行。
此外,FCFS对于资源利用率要求不高的场景也是较为合适的选择。
在操作系统中,FCFS调度算法一般用于批处理系统,例如在计算机系统启动时,加载和执行各个程序的顺序就采用了FCFS调度算法。
此外,在打印队列、磁盘访问和网络请求等场景中,也常常采用FCFS调度算法。
总之,FCFS调度算法是一种最简单常用的调度算法,具有公平性和简单性的特点,但也存在长作业优先、非抢占性、长等待时间、低利用率和不适用于实时任务等缺点。
在实际应用中,需要根据具体场景综合考虑,选择最适合的调度算法。
先来先服务调度算法FCFS调度算法的优点是简单易实现,没有优先级的考虑,公平性较高,所有进程都有平等的机会获得处理机。
然而,FCFS算法也存在一些明显的缺点,包括平均等待时间较长、无法适应实时任务等。
FCFS调度算法的核心是就绪队列,该队列按照进程到达的顺序排列。
当一个进程到达时,如果处理机空闲,则直接分配给该进程,并开始执行。
如果处理机正在执行其他进程,则将该进程放入就绪队列的末尾等待。
由于FCFS算法按照进程到达的先后顺序进行分配,因此平均等待时间较长。
这是因为,如果一个长周期的进程到达后,即使其他短周期的进程已经到达,也不会被立即分配处理机,而需要等长周期进程执行完毕。
因此,长周期进程会对其他进程的等待时间产生较大的影响。
同样,FCFS调度算法也不适合应对实时任务。
实时任务要求对任务的响应时间有严格的要求,而FCFS算法无法保证对实时任务的响应时间。
如果一个实时任务到达时,前面排队的已到达、但尚未执行完的非实时任务较多,那么实时任务可能等待的时间较长,无法满足其实时性要求。
为了解决FCFS算法存在的问题,操作系统中还有一些其他的调度算法,例如短作业优先(Shortest Job First,SJF)调度算法、优先级调度算法和时间片轮转调度算法等。
这些算法主要通过改变调度策略,使得短任务能够更早执行、实时任务优先级较高等,以提高系统的性能和响应能力。
总结来说,FCFS调度算法是操作系统中最简单的调度算法之一、其核心原则是按照进程到达的先后顺序为其分配处理机。
虽然该算法的实现简单且公平,但由于缺乏对进程长度和优先级的考虑,导致平均等待时间较长且无法满足实时任务的要求。
因此,在实际应用中需要根据具体的场景选择合适的调度算法。
【计算机专业】操作系统先来先服务算法详解设计一个按先来先服务调度的算法提示:(1)假设系统中有5个进程,每个进程由一个进程控制块(PCB)来标识。
进程控制块内容如图1-1所示。
进程名即进程标识。
链接指针:按照进程到达系统的时间将处于就绪状态的进程连接成衣个就绪队列。
指针指出下一个到达进程的进程控制块首地址。
最后一个进程的链接指针为NULL。
估计运行时间:可由设计者任意指定一个时间值。
到达时间:进程创建时的系统时间或由用户指定。
调度时,总是选择到达时间最早的进程。
进程状态:为简单起见,这里假定进程有两种状态:就绪和完成。
并假定进程一创建就处于就绪状态,用R表示。
当一个进程运行结束时,就将其设置成完成态,用C表示。
(2)设置一个队首指针head,用来指出最先进入系统的进程。
各就绪进程通过链接指针连在一起。
(3)处理机调度时总是选择队首指针指向的进程投入运行。
由于本实验是模拟实验,所以对被选中进程并不实际启动运行,而只是执行:估计运行时间减1。
用这个操作来模拟进程的一次运行,而且省去进程的现场保护和现场恢复工作。
(4)在所设计的程序中应有显示或打印语句,能显示或打印正运行进程的进程名、已运行时间、还剩时间、就绪队列中的进程等。
所有进程运行完成时,给出各进程的周转时间和平均周转时间。
/****************************************************************************** ************** 实验一先来先服务算法模拟程序* writen by daysky* 2007-11-19******************************************************************************** *************/#include <iostream>#include <list>#include <string>#include <fstream>using namespace std;//控制块结构体struct PCB{char name;//进程名PCB *next;//链接指针int reach_time;//到达时间int left_time;//估计运行时间int begin_time;char status;//R就绪c完成PCB();PCB(char aname,int areach_time,int aleft_time,int abegin_time=-1,char astatus='R',PCB *anext=NULL);PCB(const PCB &from);};PCB:CB(){next=NULL;reach_time = -1;left_time = -1;begin_time = -1;status = 'R';}PCB:CB(char aname,int areach_time,int aleft_time,int abegin_time,char astatus,PCB *anext){name = aname;reach_time = areach_time;left_time = aleft_time;begin_time = abegin_time;status = astatus;next = anext;}PCB:CB(const PCB &from){name = ;next = NULL;reach_time = from.reach_time;left_time = from.left_time;begin_time = -1;status = 'R';}/*** 先来先服务类**/class FirstServe{private:int systime;//系统时间list<CB *> *ready_list,*all_task;// 就绪队列所有任务int together_time;ofstream fout;public:FirstServe();FirstServe(list<CB *> *a_all_task,const char *logfile);bool run();void check_task();void run_ready();void print_ready();~FirstServe();};FirstServe::FirstServe(){systime=0;together_time = 0;ready_list=new list<CB *>();all_task=new list<CB *>();}FirstServe::FirstServe(list<CB *> *a_all_task,const char *logfile){systime=0;together_time = 0;ready_list = new list<CB *>();all_task = a_all_task;fout.open(logfile,ios::trunc);}//服务执行总调度bool FirstServe::run(){int num = all_task->size();while(ready_list->empty()){//添加新进程,同时从所有队列中删除刚添加的进程check_task();systime++;//运行直到有任务}do{//打印就绪队列print_ready();//执行就绪队列run_ready();systime++;check_task();}while(!ready_list->empty());//打印平均周转时间fout << "平均周转时间为:" << together_time/num << "!" << endl; return true;}//检查到达的任务,添加到就绪队列的尾部void FirstServe::check_task(){PCB *current;list<CB *>::iterator it;it = all_task->begin();//这里用循环处理,因为可能有多个同时到达的任务while(it!=all_task->end()){current=(*it);if(current->reach_time==systime){PCB *a_pcb = new PCB(*current);//复制进程信息a_pcb->status = 'R';ready_list->push_back(a_pcb);//添加在就绪队列的尾部it = all_task->erase(it); //从所有任务中删除这个任务fout << "进程" << a_pcb->name << "在时刻:" << systime << "进入就绪队列!" << endl;}elseit++;}}//执行就绪队列,运行队列的第一个进程void FirstServe::run_ready(){if(ready_list->empty()) return;//就绪队列为空就不执行,否则PCB *front = ready_list->front();if(front->begin_time == -1)//进程第一次运行,设置运行起始时间front->begin_time = systime;front->left_time --;//执行一次,估计时间减一fout << "进程" << front->name << "执行在时刻:" << systime << "!" << endl;fout << "进程" << front->name << "已运行时间:" << (systime-front->begin_time+1)<< "!" << endl;fout << "进程" << front->name << "还剩时间为:" << front->left_time << "!" << endl;//当进程完成,改变进程的状态if(front->left_time == 0){front->status = 'C';//打印并计算周转时间,systime-1为完成时间fout << "进程" << front->name << "在时刻:" << systime << "结束!" << endl;int a_time = systime-1-front->reach_time;together_time += a_time;fout << "进程" << front->name << "的周转时间为:" << a_time << "!" <<endl;ready_list->pop_front();//删除第一个元素}}void FirstServe::print_ready(){fout << "就绪队列中的进程有:";list<CB *>::iterator it=ready_list->begin();while(it!=ready_list->end()){fout << (*it)->name << "、";it++;}fout << endl;}FirstServe::~FirstServe(){fout.close();}int main(){PCB *a_pcb[5];list<CB *> *all_task=new list<CB *>();cout << "正在初始化........" << endl;//五个进程的到达时间各不相同a_pcb[0] = new PCB('A',9,10);a_pcb[1] = new PCB('B',1,30);a_pcb[2] = new PCB('C',3,25);a_pcb[3] = new PCB('D',5,40);a_pcb[4] = new PCB('E',2,33);for(int i=0;i<5;i++){all_task->push_back(a_pcb);}FirstServe fs(all_task,"fcfs_log.txt");cout << "正在执行........" << endl;fs.run();cout << "执行完毕!" << endl;return 0;}。
3、调度方算法及评价标准
调度方算法是指在各种限制和约束条件下,对任务和资源进行合理分配的一种算法。
一般来说,调度方算法主要有以下几种:
1. 先来先服务(FCFS)算法:按照任务提交的先后顺序进行调度,先提交的任务先执行,后提交的任务后执行。
2. 最短作业优先(SJF)算法:按照任务所需的时间进行排序,优先执行需要时间最短的任务。
3. 优先级调度算法:按照任务的优先级进行排序,优先执行优先级高的任务。
4. 时间片轮转算法:将所有任务分成固定大小的时间片,每个时间片内只执行一个任务,当时间片用完后,将任务挂起并加入到队列的末尾,等待下一次执行。
5. 最高响应比优先(HRRN)算法:按照任务的响应比进行排序,优先执行响应比最高的任务。
响应比是指任务等待时间与任务执行时间的比例。
评价标准主要有以下几个方面:
1. 调度效率:即完成任务的时间和资源利用率。
调度效率高,即完成任务所需的时间短,资源利用率高。
2. 调度公平性:即任务是否能够公平地获得执行机会。
调度公平性高,即任务能够公平地获得执行机会,避免出现某个任务一直得不到执行的情况。
3. 调度可靠性:即任务执行的稳定性和可靠性。
调度可靠性高,
即任务执行的稳定,不会出现任务执行失败或者执行结果错误的情况。
4. 调度扩展性:即在任务数量和资源变化的情况下,调度算法
是否能够自适应地进行调度。
调度扩展性高,即在任务数量和资源变化的情况下,调度算法能够自适应地进行调度,保证任务能够得到及时执行。
优先级调度算法是操作系统中的一种重要调度算法,它是根据任务的优先级来安排任务的执行顺序。
在现代操作系统中,优先级调度算法通常是以多级反馈队列调度算法为基础,通过不断调整任务的优先级,来实现任务的高效执行。
而先来先服务算法则是一种简单而直观的调度算法,它按照任务到达的顺序来执行任务,不考虑任务的优先级。
在实际应用中,优先级调度算法和先来先服务算法都有各自的优点和局限性,理解它们的设计思路对于合理选择和应用调度算法至关重要。
一、优先级调度算法的设计思路优先级调度算法的设计思路是根据任务的优先级来安排任务的执行顺序。
具体来说,它主要包括以下几个步骤:1. 任务的优先级确定在优先级调度算法中,每个任务都有一个优先级,优先级越高的任务被安排在越前面执行。
任务的优先级可以根据任务的特性、重要性、紧急程度等因素来确定。
2. 任务的优先级调整在优先级调度算法中,任务的优先级是可以动态调整的。
当一个任务等待时间过长或者其他条件发生变化时,系统可以通过改变任务的优先级来重新安排任务的执行顺序,以提高系统的响应速度和效率。
3. 任务的执行顺序安排根据任务的优先级,系统动态地安排任务的执行顺序。
优先级高的任务将被先执行,而优先级低的任务将被延后执行。
这样可以保证系统高效地处理重要任务,提高系统的整体性能。
4. 资源的分配和竞争的处理在优先级调度算法中,需要考虑不同任务对系统资源的需求和竞争关系,合理地分配和调度系统资源,避免资源的浪费和竞争的不合理。
二、先来先服务算法的设计思路先来先服务算法是一种简单而直观的调度算法,它按照任务到达的顺序来执行任务,不考虑任务的优先级。
其设计思路主要包括以下几个步骤:1. 任务的到达顺序在先来先服务算法中,任务的到达顺序决定了任务的执行顺序。
先到达的任务将先被执行,后到达的任务将被延后执行。
2. 任务的执行顺序安排按照任务的到达顺序,系统安排任务的执行顺序。
这样可以简单直观地处理任务,但可能会导致优先级较低的任务长时间等待,影响系统的响应速度和效率。
实验报告书 课程名: 《操作系统原理》 题 目: 进程调度 班 级: 学 号: 姓 名: 《操作系统原理 》实验报告 - 1 - 一、实验目的 进程是操作系统最重要的概念之一,进程调度是操作系统内核的重要功能,本实验要求用C/C++/Java语言编写一个进程调度模拟程序,使用优先级或时间片轮转法实现进程调度。本实验可加深对进程调度算法的理解。
二、实验内容 1、设计有5个进程并发执行的模拟调度程序,每个程序由一个PCB表示。 2、模拟调度程序可任选两种调度算法实现。 3、程序执行中应能在屏幕上显示出各进程的状态变化,以便于观察调度的整个过程。
三、实验说明 1.先来先服务算法 FCFS调度算法需分别列出各进程的到达时间(arrivetime),要求服务时间(servertime),开始执行时间(starttime),完成时间(endtime)。并计算出相应的周转时间(turnroundtime),平均周转时间(avturnaroundtime)。这些数据都在程序中以变量的形式出现。 FCFS调度算法中的进程运行顺序由进程的到达时间所决定,即先到达的进程无论服务时间的长短优先运行。这种算法有利于长作业进程而不利于短作业进程。 2.最高响应比算法 高响应比算法是一种为各个进程引入了动态优先权的算法。优先权=(等待时间+要求服务时间)/要求服务时间。这使得进程的优先级一直随着等待时间的增加而以速率a提高。因此高响应比算法与其他几种算法的不同在于短作业和先到达的作业会优先得到处理,但长作业在经过一定的等待时间之后,必然会有机会分配到处理机,因此长、短作业的处理得到了更加合理的分配。该算法既照顾了短作业,又考虑到了作业到达的先后顺序,不会使得长作业得不到服务,实现了一种较好的折衷。由于每次进行进程调度前都需要计算相应响应比,因此会增加系统开销。
3.实验程序流程图 《操作系统原理 》实验报告 - 2 - 四、实验源程序 #include using namespace std; #define MAX 10 struct task_struct { char name[10]; /*进程名称*/ int number; /*进程编号*/
P=HEAD ; i=0 P=Q;P=P->NEXT; P=P->NEXT;
Q->STARTTIME=TIME Q->STATE=’T’ … …
开始
i++;输出执行进程信息 结束
P->STATE==’F’?
Q->ARRIVETIME > TIME?
i < n ? Q->STARTTIME=ARRIVETIME Q->STATE=’T’ … …
Y N Y N
N Y 《操作系统原理 》实验报告 - 3 - float arrivetime; /*到达时间*/ float starttime; /*开始时间*/ float run_time; /*运行时间*/ float endtime; /*结束时间*/ int priority; /*优先级*/ int order; /*运行顺序*/ int run_flag; }tasks[MAX]; int counter; /*实际进程个数*/ int fcfs(); /*先来先服务*/ int hrrn(); /*响应比高优先*/ int pinput(); /*进程参数输入*/ int poutput(); /*调度结果输出*/ void main() { int option; pinput(); printf("请选择调度算法(0~4):\n"); printf("1.先来先服务\n"); printf("2.响应比高优先\n"); printf("0.退出\n"); scanf("%d",&option); switch (option) { case 0: printf("运行结束。\n"); break; case 1: printf("对进程按先来先服务调度。\n\n"); fcfs(); poutput(); break; 《操作系统原理 》实验报告 - 4 - case 2: printf("对进程按响应比高优先调度。\n\n"); hrrn(); poutput(); break; } } int fcfs() /*先来先服务*/ { float time_temp=0; int i; int number_schedul; time_temp=tasks[0].arrivetime; for(i=0;itasks[i].starttime=time_temp; tasks[i].endtime=tasks[i].starttime+tasks[i].run_time; tasks[i].run_flag=1; time_temp=tasks[i].endtime; number_schedul=i; tasks[number_schedul].order=i+1; } return 0; } int hrrn() /*响应比高优先*/ { int j,number_schedul,temp_counter; float temp_time,respond_rate,max_respond_rate; /*第一个进程被调度*/ tasks[0].starttime=tasks[0].arrivetime; tasks[0].endtime=tasks[0].starttime+tasks[0].run_time; temp_time=tasks[0].endtime; tasks[0].run_flag=1; tasks[0].order=1; temp_counter=1; /*调度其他进程*/ while(temp_counter{ max_respond_rate=0; for(j=1;j《操作系统原理 》实验报告 - 5 - { if((tasks[j].arrivetime<=temp_time)&&(!tasks[j].run_flag)) { respond_rate=(temp_time-tasks[j].arrivetime)/tasks[j].run_time; if (respond_rate>max_respond_rate) { max_respond_rate=respond_rate; number_schedul=j; } } } /*找响应比高的进程*/ tasks[number_schedul].starttime=temp_time;
tasks[number_schedul].endtime=tasks[number_schedul].starttime+tasks[number_schedul].run_time; temp_time=tasks[number_schedul].endtime; tasks[number_schedul].run_flag=1; temp_counter+=1; tasks[number_schedul].order=temp_counter; } return 0; } int pinput() /*进程参数输入*/ { int i; printf("请输入运行进程数量:\n"); scanf("%d",&counter); for(i=0;i{ printf("******************************************\n"); printf("请输入序列为 %d th :\n",i+1); 《操作系统原理 》实验报告 - 6 - printf("请输入进程名称:\n"); scanf("%s",tasks[i].name); printf("请输入进程编号:\n"); scanf("%d",&tasks[i].number); printf("请输入进程到达时间:\n"); scanf("%f",&tasks[i].arrivetime); printf("请输入进程服务时间:\n"); scanf("%f",&tasks[i].run_time); printf("请输入优先级:\n"); scanf("%d",&tasks[i].priority); tasks[i].starttime=0; tasks[i].endtime=0; tasks[i].order=0; tasks[i].run_flag=0; } return 0; } int poutput() /*调度结果输出*/ { int i; float turn_round_time=0,f1,w=0; printf("进程名称 进程编号 到达时间 服务时间 开始时间 结束时间 优先级 结束顺序 周转时间\n"); for(i=0;i{ f1=tasks[i].endtime-tasks[i].arrivetime; turn_round_time+=f1; w+=(f1/tasks[i].run_time);
printf(" %s, %d, %5.3f, %5.3f, %5.3f, %5.3f, %d, %d, %5.3f\n",tasks[i].name,tasks[i].number,