短作业优先调度和时间片轮转调度算法
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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。
学号:课程设计题目进程调度模拟设计——时间片轮转、强占式短进程优先算法学院计算机科学与技术学院专业班级姓名指导教师吴利军2013 年 1 月16 日课程设计任务书学生姓名:指导教师:吴利军工作单位:计算机科学与技术学院题目: 进程调度模拟设计——时间片轮转、强占式短进程优先算法初始条件:1.预备内容:阅读操作系统的处理机管理章节内容,对进程调度的功能以及进程调度算法有深入的理解。
2.实践准备:掌握一种计算机高级语言的使用。
要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1.模拟进程调度,能够处理以下的情形:⑴能够选择不同的调度算法(要求中给出的调度算法);⑵能够输入进程的基本信息,如进程名、到达时间和运行时间等;⑶根据选择的调度算法显示进程调度队列;⑷根据选择的调度算法计算平均周转时间和平均带权周转时间。
2.设计报告内容应说明:⑴需求分析;⑵功能设计(数据结构及模块说明);⑶开发平台及源程序的主要部分;⑷测试用例,运行结果与运行情况分析;⑸自我评价与总结:i)你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出色;ii)什么地方做得不太好,以后如何改正;iii)从本设计得到的收获(在编写,调试,执行过程中的经验和教训);iv)完成本题是否有其他方法(如果有,简要说明该方法);时间安排:设计安排一周:周1、周2:完成程序分析及设计。
周2、周3:完成程序调试及测试。
周4、周5:验收、撰写课程设计报告。
(注意事项:严禁抄袭,一旦发现,一律按0分记)指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日进程调度模拟设计时间片轮转、强占式短进程优先算法一、需求分析本次课程设计需要通过设计一个模拟进程调度的系统,来实现进程调度过程的模拟,对进程调度的功能以及进程调度的算法有更加深层次的理解。
时间片轮转法的基本思路是每个进程被分配一个时间段,称作它的时间片,即该进程允许运行的时间。
如果在时间片结束时进程还在运行,则CPU将被剥夺并分配给另一个进程。
关于作业调度算法作业调度算法是指在计算机系统中对作业进行合理安排和调度的一种方法。
作业调度算法的目标是优化系统资源的利用,提高作业的响应时间和吞吐量,提高系统的整体性能。
在实际应用中,作业调度算法起着至关重要的作用。
作业调度算法有很多种,每种算法都有其适用的场景和特点。
下面将介绍几种常见的作业调度算法。
1.先来先服务(FCFS)算法:先来先服务算法是通过按照作业到达的顺序进行调度的算法。
简单来说,就是按照作业提交的先后顺序进行调度。
这种算法的特点是简单、公平,但是对于作业的响应时间和系统的吞吐量效果较差。
2.短作业优先(SJF)算法:短作业优先算法是根据作业的执行时间进行调度的算法。
它的原理是,执行时间短的作业能够更快地完成,从而能够提高系统的响应时间和吞吐量。
然而,这种算法容易导致长作业等待时间过长,从而影响长作业的执行效率。
3.最高响应比优先(HRRN)算法:最高响应比优先算法是根据作业的等待时间和执行时间的比值进行调度的算法。
它的原理是,等待时间长的作业和执行时间短的作业都有更高的响应比,因此优先调度等待时间长的作业。
这种算法能够兼顾作业的响应时间和系统的吞吐量。
4.时间片轮转(RR)算法:时间片轮转算法是指将CPU的执行时间分成多个时间片,每个时间片的长度固定,作业按照时间片的顺序进行调度。
当作业的执行时间超过一个时间片时,将被放入一个等待队列,并在下一个时间片重新调度。
这种算法能够保证每个作业都能获得一定的执行时间,但不能很好地兼顾作业的响应时间。
5.最短剩余时间(SRT)算法:最短剩余时间算法是在短作业优先算法的基础上进行优化得到的。
在该算法中,系统会根据当前作业的执行时间和剩余执行时间来选择下一个要执行的作业。
这种算法能够更加准确地估计作业的完成时间,从而提高系统的响应时间和吞吐量。
除了以上几种常见的作业调度算法,还有很多其他的算法可以根据系统的特点和需求进行选择和优化,如最短作业优先(SJN)算法、优先级调度算法、多级反馈队列调度算法等。
处理机调度的常用算法包括以下几种:
1. 先来先服务调度算法(FCFS,First Come First Service):这是一种最简单的调度算法,按先后顺序进行调度。
既可用于作业调度,也可用于进程调度。
2. 短作业优先调度算法(SJF/SPF,Shortest Job First):该算法根据作业长短进行调度,有利于短作业(进程)的完成。
3. 高响应比优先调度算法(HRRN,Highest Response Raito Next):该算法综合考虑了作业长短和等待时间,能够适用于短作业较多的批处理系统中,但长作业的运行可能得不到保证。
4. 基于时间片的轮转调度算法(RR,Round Robin):该算法将系统中所有的就绪进程按照FCFS原则,排成一个队列。
每次调度时将CPU 分派给队首进程,让其执行一个时间片。
时间片的长度从几个ms到几百ms。
在一个时间片结束时,发生时钟中断。
调度程序据此暂停当前进程的执行,将其送到就绪队列的末尾,并通过上下文切换执行当前就绪的队首进程。
进程阻塞情况发生时,未用完时间片也要出让CPU。
这些算法各有优缺点,需要根据实际应用场景选择合适的算法。
操作系统常⽤调度算法在操作系统中存在多种调度算法,其中有的调度算法适⽤于作业调度,有的调度算法适⽤于进程调度,有的调度算法两者都适⽤。
下⾯介绍⼏种常⽤的调度算法。
先来先服务(FCFS)调度算法FCFS调度算法是⼀种最简单的调度算法,该调度算法既可以⽤于作业调度也可以⽤于进程调度。
在作业调度中,算法每次从后备作业队列中选择最先进⼊该队列的⼀个或⼏个作业,将它们调⼊内存,分配必要的资源,创建进程并放⼊就绪队列。
在进程调度中,FCFS调度算法每次从就绪队列中选择最先进⼊该队列的进程,将处理机分配给它,使之投⼊运⾏,直到完成或因某种原因⽽阻塞时才释放处理机。
下⾯通过⼀个实例来说明FCFS调度算法的性能。
假设系统中有4个作业,它们的提交时间分别是8、8.4、8.8、9,运⾏时间依次是2、1、0.5、0.2,系统⾤⽤FCFS调度算法,这组作业的平均等待时间、平均周转时间和平均带权周转时间见表2-3。
表2-3 FCFS调度算法的性能作业号提交时间运⾏时间开始时间等待时间完成时间周转时间带权周转时间18280102128.4110 1.611 2.6 2.638.80.511 2.211.5 2.7 5.4490.211.5 2.511.7 2.713.5平均等待时间 t = (0+1.6+2.2+2.5)/4=1.575平均周转时间 T = (2+2.6+2.7+2.7)/4=2.5平均带权周转时间 W = (1+2.6+5.牡13.5)/4=5.625FCFS调度算法属于不可剥夺算法。
从表⾯上看,它对所有作业都是公平的,但若⼀个长作业先到达系统,就会使后⾯许多短作业等待很长时间,因此它不能作为分时系统和实时系统的主要调度策略。
但它常被结合在其他调度策略中使⽤。
例如,在使⽤优先级作为调度策略的系统中,往往对多个具有相同优先级的进程按FCFS原则处理。
FCFS调度算法的特点是算法简单,但效率低;对长作业⽐较有利,但对短作业不利(相对SJF和⾼响应⽐);有利于CPU繁忙型作业,⽽不利于I/O繁忙型作业。
短作业先服务调度算法和时间片轮转调度算法
1.短作业先服务(SJF)调度算法
短作业先服务调度算法是一种根据作业执行时间进行调度的算法。
它假设系统中所有作业的执行时间是已知的,并按照执行时间的大小来进行排序。
在每个时间片(或者说CPU的一个时间段)内,调度器会选择一个执行时间最短的作业来执行。
如果有多个作业的执行时间相同,则根据其到达时间进行比较,选择先到达的作业来执行。
短作业先服务调度算法的优点是可以最大程度地减少平均等待时间。
因为执行时间较短的作业会更早执行完毕,并释放CPU资源给其他作业使用。
然而,这种算法的缺点是可能会导致长作业的等待时间过长,从而降低了长作业的优先级。
时间片轮转调度算法是一种基于时间片的调度算法。
每个进程被分配一个时间片,该时间片内进程可以执行。
当时间片用完后,调度器会将进程放到就绪队列的末尾,并选择队列中的下一个进程来执行,直到所有进程执行完毕。
时间片轮转调度算法的优点是公平性,所有进程的等待时间都是相同的。
此外,该算法避免了长作业等待时间过长的问题。
但是,对于长时间执行的作业,其执行会被不断中断,导致一定的上下文切换开销。
时间片轮转调度算法适用于作业执行时间相对均匀的场景,保证了所有作业的等待时间公平,但会增加一定的上下文切换开销。
综上所述,短作业先服务调度算法和时间片轮转调度算法都有各自的优点和缺点,需要根据具体的应用场景选择合适的调度算法。
同时,考虑
到实际情况,也可以采用其他调度算法的变种或综合算法来更好地满足实际需求。
各类作业调度算法作业调度是计算机系统中的重要问题,涉及到如何合理地分配和调度系统资源,以最大化系统的吞吐量和性能。
针对不同的应用场景和需求,有多种不同的作业调度算法。
本文将介绍几种常见的作业调度算法,包括先来先服务调度算法(FCFS)、最短作业优先调度算法(SJF)、优先级调度算法、轮转调度算法(RR)和最高响应比优先调度算法(HRRN)。
先来先服务调度算法(FCFS)是最简单的一种调度算法。
它按照作业的到达时间顺序为其分配资源,即先来的作业先执行,后来的作业后执行。
这种算法的优点是实现简单,公平性好,但是缺点也很明显,它无法考虑作业的执行时间,如果一个长作业在前面执行,可能会导致后面的短作业等待时间过长,从而影响整个系统的效率。
最短作业优先调度算法(SJF)是一种根据作业执行时间的长短来分配资源的算法。
它会选择剩余执行时间最短的作业来执行,从而最大程度上减少作业的等待时间。
这种算法可以很好地提高系统的性能,但是需要事先知道每个作业的执行时间,而且无法应对作业执行时间波动较大的情况。
优先级调度算法主要根据作业的优先级来决定资源的分配顺序。
每个作业都有一个对应的优先级,具有较高优先级的作业会被优先调度执行。
不同作业的优先级可以通过用户设置或者系统自动派发来确定。
这种算法可以灵活地应对不同的需求,但是需要合理设置优先级,否则可能导致资源被一直分配给优先级较高的作业,而忽略其他作业。
轮转调度算法(RR)是一种按照时间片轮流分配资源的算法。
每个作业都有一个固定的时间片,当一个作业的时间片用完后,就将资源分配给下一个作业。
这种算法可以平衡各个作业的等待时间,对于长作业和短作业都能有一定的公平性,但是如果时间片设置得过长,可能导致系统响应时间较长。
最高响应比优先调度算法(HRRN)是根据作业的响应比来决定资源分配顺序的算法。
响应比由作业的等待时间与执行时间之比计算得出,作业的响应比越高,代表其等待时间相对较长,应该优先进行资源分配。
先来先服务,时间片调度,优先级调度算法实验报告先来先服务、时间片调度、优先级调度算法实验报告1. 引言本次实验旨在研究和比较先来先服务(FCFS)、时间片调度(RR)和优先级调度(Priority Scheduling)三种常见的进程调度算法。
进程调度是操作系统中的重要概念之一,合理的进程调度算法可以提高系统效率,优化资源利用。
2. 先来先服务算法•先来先服务算法是一种简单的调度算法,按照进程到达的顺序进行调度。
•优点:简单易实现,适用于长作业。
•缺点:容易造成短作业等待时间过长,无法满足实时性要求。
3. 时间片调度算法•时间片调度算法将CPU时间划分为一段一段的时间片,每个进程在一个时间片内执行。
•若进程未完成,会被放入就绪队列的末尾,等待下一个时间片。
•优点:公平,适用于短作业,能满足实时性要求。
•缺点:时间片过长,会导致长作业等待时间过长。
4. 优先级调度算法•优先级调度算法根据进程的优先级来确定调度顺序,拥有最高优先级的进程先执行。
•静态优先级可在创建进程时确定,动态优先级可根据进程执行情况进行调整。
•优点:适用于实时任务和长作业,可根据需求调整优先级。
•缺点:可能导致低优先级任务等待时间过长,存在优先级反转问题。
5. 实验结果与分析通过对三种调度算法的实验测试,得出以下结论:•FCFS算法在长作业的情况下表现较好,但对于短作业不友好,容易造成长时间等待;•RR算法适用于短作业,能保证公平性,但时间片过长可能导致长作业等待时间过长;•优先级调度算法较为灵活,能满足实时性要求,但可能导致低优先级任务长时间等待。
综上所述,不同的调度算法适用于不同的场景,根据需求选择合适的算法可提高系统效率。
6. 总结本次实验对先来先服务、时间片调度和优先级调度算法进行了研究和比较。
通过对三种算法的分析,我们可以根据任务特点和需求选择合适的调度算法,以提高系统的效率和资源利用率。
同时,在实际应用中也需要考虑进程的实时性要求,避免长时间等待等问题的出现。
5种进程调度算法进程调度算法是操作系统中的重要组成部分,用于确定哪个进程将获得CPU的使用权。
根据不同的算法,进程可以以不同的顺序运行,并根据优先级、运行时间、等待时间等因素进行调度。
本文将介绍和分析五种常见的进程调度算法,包括先来先服务(FCFS)、最短作业优先(SJF)、高响应比优先(HRRN)、轮转调度(RR)和多级反馈队列调度(MFQ)。
1.先来先服务(FCFS)先来先服务是最简单的进程调度算法,按照进程到达的顺序分配CPU片段。
当一个进程执行完成或者遇到I/O请求时,CPU被分配给下一个进程。
该算法简单直观,但可能导致长作业等待时间增加,且无法满足实时性要求。
2.最短作业优先(SJF)最短作业优先调度算法根据预计的执行时间为进程分配CPU时间。
在所有就绪队列中,选择执行时间最短的进程。
该算法可以最大程度地减少平均等待时间,但需要准确预测进程的执行时间,而实际中很难精确估计。
3.高响应比优先(HRRN)高响应比优先是一个动态优先级调度算法,根据进程等待时间的长度为进程分配CPU时间。
等待时间越长,优先级越高。
因此,较长等待的进程将获得更多的处理时间,以保证公平性。
该算法在处理短作业时效果较好,但容易导致无限等待。
4.轮转调度(RR)轮转调度算法按照轮询的方式为每个进程分配固定的时间片,通常为几十毫秒。
当时间片用尽时,进程将被暂停,下一个进程得到时间片。
该方法保证了公平性,但对于长时间的进程,可能会浪费大量的CPU时间在进程切换上。
5.多级反馈队列调度(MFQ)多级反馈队列调度算法将进程划分为多个队列,根据进程特性和优先级的不同,为每个队列分配不同的时间片或优先级。
当进程进入就绪队列时,首先进入最高优先级的队列,若运行时间超过时间片,则移入下一级队列。
该算法综合了前几种算法的优点,可以同时满足长短作业的需求。
通过对这五种进程调度算法的介绍和分析,我们可以看到每种算法都有其优点和缺点。
选择适合的进程调度算法取决于系统的需求和特定场景的要求。
短作业优先调度和时间片轮转调度算法Document number:BGCG-0857-BTDO-0089-2022电子科技大学实验报告学生姓名:胡钟文学号:10 指导教师:罗惠琼一、实验室名称:主楼A2-412二、实验项目名称:进程调度算法的设计三、实验原理:短作业(进程)优先调度算法:短作业调度算法是从后备队列中选择一个或者若干个估计运行时间最短的作业,将他们调入内存运行。
而短进程优先调度算法则是从就绪队列中选出一个估计运行时间最短的进程,将处理机分配给它,使它立即执行并一直执行到完成,或者发生某事件而被阻塞放弃处理机时再重新调度。
时间片轮转法:系统将所有的就绪进程按先来先服务的原则排成一个队列,每次调度时,把CPU分配给队首进程,并令其执行一个时间片。
当执行的时间片用完时,由一个计时器发出时钟中断请求,调度程序便据此信号来停止该进程的执行,并将它送往就绪队列的队尾;然后,再把处理机分配给就绪队列中的新的队首进程,同时也让它执行一个时间片。
这样就可以保证就绪队列中的所有进程在一个给定的时间内均能获得一时间片的处理机执行时间。
四、实验目的:通过对进程调度算法的设计,深入理解进程调度的原理五、实验内容:1.编写程序实现SJ(P)F算法2.编写程序实现RR算法六、实验器材(设备、元器件):装有VC++的PC机一台七、实验步骤:1.打开VC,设计编写程序的源代码2.编译运行程序的源代码3.分析检验程序的结果是否正确4.总结实验结果及结论短进程优先调度源代码:#include ""struct sjf{char name[10];float arrivetime;float servicetime;float starttime;float finishtime;float zztime;float dqzztime;};sjf a[100];void input(sjf *p,int N){ int i;printf("intput the process's name & arrivetime & servicetime:\nfor exmple: a 0 100\n");for(i=0;i<=N-1;i++){printf("input the %dth process's information:\n",i+1);scanf("%s%f%f",&p[i].name,&p[i].arrivetime,&p[i].servicetime); }}void Print(sjf *p,float arrivetime,float servicetime,float starttime,float finishtime,float zztime,float dqzztime,int N) {int k;printf("run order:");printf("%s",p[0].name);for(k=1;k<N;k++){printf("-->%s",p[k].name);}printf("\nthe process's information:\n");printf("\nname\tarrive\tservice\tstart\tfinish\tzz\tdqzz\n"); for(k=0;k<=N-1;k++){ printf("%s\t%\t%\t%\t%\t%\t%\t\n",p[k].name,p[k].arrivetime,p [k].servicetime,p[k].starttime,p[k].finishtime,p[k].zztime,p[k] .dqzztime);}}rrivetime<p[j].arrivetime){sjf temp;temp=p[i];p[i]=p[j];p[j]=temp;}}tarttime=p[k].arrivetime;p[k].finishtime=p[k].arrivetime+p[k].servicetime;}else{p[k].starttime=p[k-1].finishtime;p[k].finishtime=p[k-1].finishtime+p[k].servicetime;}}for(k=0;k<=N-1;k++){p[k].zztime=p[k].finishtime-p[k].arrivetime;p[k].dqzztime=p[k].zztime/p[k].servicetime;}}void sjff(sjf *p,int N){floatarrivetime=0,servicetime=0,starttime=0,finishtime=0,zztime=0,dq zztime=0;inishtime=p[m].arrivetime+p[m].servicetime;elsep[m].finishtime=p[m-1].finishtime+p[m].servicetime; int i=0;for(int n=m+1;n<=N-1;n++){if(p[n].arrivetime<=p[m].finishtime)ervicetime;int next=m+1;ervicetime<min){min=p[k+1].servicetime;next=k+1;}}sjf temp;temp=p[m+1];p[m+1]=p[next];p[next]=temp;}deal(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,zztime,dqzzt ime,N);Print(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,zztime,dqzz time,N);}void main(){ int N;printf("------短作业优先调度算法------\n");printf("input the process's number:\n");scanf("%d",&N);input(a,N);sjf *b=a;sjf *c=a;sjff(b,N);}时间片轮转法源代码:#include <>#define M 5 D=-1;}}int GetNum()D!=-1){j++;}}return j;}int GetReach(int time)eachTime<=time){a[i].ReachTime=100;return i;}}return -1;}int GetInsert()D==-1)return i;}return -1;}void Forward(int num)D=A[i+1].ID;A[i].TotalTime=A[i+1].TotalTime;}A[num-1].ID=-1;}void Process()D;K++;A[0].TotalTime--;=A[0].ID;=A[0].TotalTime;}void main(){int i;int time;int t=0;int reach;int insert;int num;printf("RR算法\n\n");INIT();for(i=0;i<M;i++){printf("请输入进程ID:");scanf("%d",&a[i].ID);printf("请输入到达时间:");scanf("%d",&a[i].ReachTime);printf("请输入服务时间:");scanf("%d",&a[i].TotalTime);}for(i=0;i<M;i++)otalTime;}for(i=0;i<50;i++)D=a[reach].ID;A[insert].TotalTime=a[reach].TotalTime;num=GetNum();if(num==1)continue;D=;A[num-1].TotalTime=;}}}elseD=-1;}}else if(num==0)continue;D=;A[num-1].TotalTime=;}}}}printf("\n");printf("调度顺序为:\n");Myprintf;for(i=0;i<50;i++){if(queue[i]!=-1)printf("|%2d ",queue[i]);}printf("|\n");Myprintf;printf("\n");}八、实验数据及结果分析:短作业优先调度算法的实验结果:时间片轮转调度算法结果:九、实验结论:本次实验成功的完成了短作业优先调度算法和轮转时间片调度算法的模拟,通过本次实验我们了解到短作业优先调度算法不利于长作业的处理,因为长作业将长期得不到处理,而轮转时间片调度算法则解决了这一问题。
短长作业均能在每一个周期内分得一个时间片处理自己的任务。
十、总结及心得体会:通过本次实验对短作业优先调度算法和时间片轮转调度算法有了更深入的理解,同时,对程序算法能力有了进一步的提高,同时对模块化编程有了更深入得理解,代码的模块化会使程序的代码复用率提高,提高编程的效率。
十一、对本实验过程及方法、手段的改进建议:本次实验的时间片轮转调度算法由于教材版本不一样有两种结果,本次实验本人采取的新教材的版本,新版本的难度较老教材要大很多,实验时候可以根据具体情况选择一个适合自己的来做。
报告评分:指导教师签字:。