5种进程调度算法
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用于作业调度的算法作业调度是计算机操作系统中的一个重要概念,它指的是在多个进程同时运行时,如何合理地分配CPU资源,使得系统能够高效地完成各项任务。
作业调度算法是实现作业调度的关键,下面将详细介绍几种常见的作业调度算法。
一、先来先服务(FCFS)算法先来先服务(FCFS)算法是最简单也是最容易实现的一种作业调度算法。
该算法按照进程到达时间的顺序依次执行,即当一个进程到达后,如果当前没有正在执行的进程,则立即执行该进程;否则将该进程加入等待队列中,并等待前面所有进程执行完毕后再进行处理。
FCFS算法优点在于简单易实现,并且保证了公平性。
但由于没有考虑到不同进程的优先级和执行时间等因素,因此可能会导致长任务等待时间过长、短任务响应时间过长等问题。
二、短作业优先(SJF)算法短作业优先(SJF)算法是一种根据作业长度进行排序的调度策略。
该算法按照各个进程需要占用CPU时间片长度进行排序后依次执行,即当一个新的进程到达时,如果其需要占用的时间片长度比当前正在执行的进程短,则立即切换到该进程进行处理,否则将该进程加入等待队列中,并等待前面所有进程执行完毕后再进行处理。
SJF算法优点在于能够最大限度地缩短作业响应时间,提高系统的吞吐量。
但由于需要预测每个进程需要占用的时间片长度,因此实现起来较为困难,并且可能会出现“饥饿”现象,即长时间等待CPU资源的进程无法得到及时处理。
三、优先级调度算法优先级调度算法是一种按照不同进程的优先级进行排序的调度策略。
该算法将每个进程赋予一个优先级值,根据优先级值高低依次执行,即当一个新的进程到达时,如果其优先级比当前正在执行的进程高,则立即切换到该进程进行处理,否则将该进程加入等待队列中,并等待前面所有优先级更高的进程执行完毕后再进行处理。
优先级调度算法可以根据不同任务类型和紧急性进行灵活调整,并且可以避免长任务等待时间过长、短任务响应时间过长等问题。
但由于可能会出现“饥饿”现象和优先级反转等问题,因此需要进行适当的优化和调整。
常用的调度算法调度算法是指操作系统中用于决定进程何时执行、何时暂停等的一种算法。
常用的调度算法包括先来先服务(FCFS)、短作业优先(SJF)、优先级调度、时间片轮转等。
下面将对这些常用的调度算法进行详细介绍。
一、先来先服务(FCFS)先来先服务是最简单的调度算法之一,它按照进程到达的顺序进行调度,即谁先到谁先执行。
这种算法容易实现,但是存在“饥饿”现象,即如果某个进程长时间等待,则其他进程可能会一直占用CPU资源,导致该进程无法得到执行。
因此,在实际应用中,FCFS很少被使用。
二、短作业优先(SJF)短作业优先是一种以作业运行时间为依据的调度算法。
它通过预测每个进程需要运行的时间,并将其按照运行时间从小到大排序,然后依次执行。
这种算法可以最大限度地减少平均等待时间和平均周转时间,并且不会出现“饥饿”现象。
但是,在实际应用中,由于很难准确预测每个进程需要运行的时间,因此SJF也存在缺陷。
如果预测不准确,那么就会出现长作业等待短作业的情况,导致长作业的等待时间变长。
三、优先级调度优先级调度是一种按照进程优先级进行调度的算法。
每个进程都有一个优先级,系统会根据进程的优先级来决定下一个要执行的进程。
通常情况下,优先级越高的进程越有可能得到CPU资源。
但是,如果某个进程的优先级一直比其他进程高,那么其他进程就会一直等待,导致“饥饿”现象。
此外,在实际应用中,由于不同进程之间的优先级差别较大,因此可能会导致低优先级的进程长时间等待。
四、时间片轮转时间片轮转是一种按照时间片进行调度的算法。
它将CPU资源划分成若干个时间片,并将每个时间片分配给一个正在运行或等待运行的进程。
当一个进程用完了它所分配到的时间片后,系统会将其挂起,并将CPU资源分配给下一个等待运行的进程。
这种算法可以避免“饥饿”现象,并且能够保证所有正在运行或等待运行的进程都能够得到CPU资源。
但是,如果时间片太小,会导致进程频繁切换,影响系统性能;如果时间片太大,会导致长作业等待时间变长。
操作系统教程——进程调度算法院系计算机与软件学院班级08软件工程2班学号20081344066姓名何丽茗进程调度算法的模拟实现⏹实验目的1.本实验模拟在单处理机情况下的处理机调度问题,加深对进程调度的理解。
2.利用程序设计语言编写算法,模拟实现先到先服务算法FCFS、轮转调度算法RR、最短作业优先算法SJF、优先级调度算法PRIOR、最短剩余时间优先算法SRTF。
3.进行算法评价,计算平均等待时间和平均周转时间。
⏹实验内容及结果1.先来先服务算法2.轮转调度算法3. 优先级调度算法4. 最短时间优先算法5. 最短剩余时间优先算法实验总结在此次模拟过程中,将SRTF单独拿了出来用指针表示,而其余均用数组表示。
完整代码【Srtf.cpp代码如下:】//最短剩余时间优先算法的实现#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<time.h>typedef struct{int remain_time; //进程剩余执行时间int arrive_time; //进程到达时间int Tp; //进入就绪队列的时间int Tc; //进入执行队列的时间int To; //进程执行结束的时间int number; //进程编号}Process_Block; //定义进程模块typedef struct _Queue{Process_Block PB;struct _Queue *next;}_Block,*Process; //定义一个进程模块队列中结点typedef struct{Process head; //队列头指针Process end; //队列尾指针}Process_Queue; //进程队列Process_Queue PQ; //定义一个全局队列变量int t; //全局时间Process Run_Now; //当前正在运行的进程,作为全局变量void InitQueue(Process_Queue PQ){PQ.head ->next = NULL;PQ.end ->next = PQ.head;}/*初始化队列*/int IsEmpty(Process_Queue PQ){if(PQ.end->next == PQ.head)return 1; //队列空的条件为头指针指向尾指针并且尾指针指向头指针return 0;}/*判定队列是否为空队列*/void EnQueue(Process_Queue PQ,Process P){Process temp =(Process)malloc(sizeof(_Block));temp = PQ.end;temp->next->next = P;PQ.end->next = P;}/*插入队列操作*/Process DeQueue(Process_Queue PQ){if(IsEmpty(PQ))return NULL;Process temp = PQ.head->next;PQ.head->next= temp ->next;if(PQ.end->next == temp)PQ.end->next = PQ.head;return temp;}/*出列操作*/Process ShortestProcess(Process_Queue PQ){if(IsEmpty(PQ)) //如果队列为空,返回{if(!Run_Now)return NULL;elsereturn Run_Now;}Process temp,shortest,prev;int min_time;if(Run_Now) //如果当前有进程正在执行,{shortest = Run_Now; //那么最短进程初始化为当前正在执行的进程,min_time = Run_Now->PB.remain_time;}else//如果当前没有进程执行,{shortest = PQ.head->next; //则最短进程初始化为队列中第一个进程min_time = PQ.head->next->PB.remain_time;}temp = PQ.head;prev = temp;while(temp->next)if(temp->next->PB.remain_time <min_time) //如果当前进程的剩余时间比min_time短,{shortest = temp->next; //则保存当前进程,min_time = shortest->PB.remain_time;prev=temp; //及其前驱}temp=temp->next;}if(shortest == PQ.end->next) //如果最短剩余时间进程是队列中最后一个进程,PQ.end->next = prev; //则需要修改尾指针指向其前驱prev->next = shortest->next; //修改指针将最短剩余时间进程插入到队头return shortest;}/*调度最短剩余时间的进程至队头*/void Run(){Run_Now->PB.remain_time--; //某一时间运行它的剩余时间减return;}/*运行函数*/void Wait(){return ;}int sum(int array[],int n){int i,sum=0;for(i=0;i<n;i++)sum+=array[i];return sum;}int main(){PQ.head = (Process)malloc(sizeof(_Block));PQ.end = (Process)malloc(sizeof(_Block));Run_Now = (Process)malloc(sizeof(_Block));Run_Now =NULL;InitQueue(PQ);int i,N,Total_Time=0; //Total_Time为所有进程的执行时间之和printf("请输入计算机中的进程数目:\n");scanf("%d",&N);Process *P,temp;P = (Process*)malloc(N*sizeof(Process));int *wt,*circle_t;wt =(int*)malloc(N*sizeof(int));circle_t =(int*)malloc(N*sizeof(int));for(i=0;i<N;i++){P[i] = (Process)malloc(sizeof(_Block));P[i]->PB.number =i+1;P[i]->next =NULL;wt[i] =0;circle_t[i] =0;printf("输入第%d个进程的到达时间及剩余执行时间:\n",i+1);scanf("%d %d",&P[i]->PB.arrive_time,&P[i]->PB.remain_time);}for(i=0;i<N;i++)Total_Time+=P[i]->PB.remain_time;printf("\n进程按顺序运行依次为:\n");i=0;int k=0;for(t=0;;t++){if(Run_Now) //如果当前有进程正在执行{Run();if(t == P[i]->PB.arrive_time) //如果当前时间正好有进程进入{if(P[i]->PB.remain_time < Run_Now->PB.remain_time){temp = P[i];P[i] = Run_Now;Run_Now = temp; //则调度它至运行队列中,Run_Now->PB.Tp=t;Run_Now->PB.Tc=t;wt[Run_Now->PB.number-1]+=Run_Now->PB.Tc-Run_Now->PB.Tp;printf("%d ",Run_Now->PB.number);}EnQueue(PQ,P[i]); //并将当前运行进程重新插入队列中P[i]->PB.Tp=t;k++;i=(i+1)>(N-1)?(N-1):(i+1);}if(Run_Now->PB.remain_time == 0) //如果当前进程运行结束,{Run_Now->PB.To=t; //进程运行结束的时间circle_t[Run_Now->PB.number-1] +=t-Run_Now->PB.arrive_time;free(Run_Now); //则将它所占资源释放掉,Run_Now =NULL; //并修改Run_Now为NULLRun_Now = ShortestProcess(PQ); //从就绪队列中调出最短剩余时间进程至队头,if(!Run_Now) //如果队列为空,转为等待状态{if(IsEmpty(PQ) && k >= N) break;Wait();continue;}else{Run_Now->PB.Tc=t;wt[Run_Now->PB.number-1]+=Run_Now->PB.Tc-Run_Now->PB.Tp;printf("%d ",Run_Now->PB.number);}}}else//如果当前运行进程为空,那么{if(t == P[i]->PB.arrive_time) //如果正好这时有进程入队{k++;EnQueue(PQ,P[i]);Run_Now = DeQueue(PQ); //则直接被调入运行队列中Run_Now->PB.Tp=t;Run_Now->PB.Tc=t;printf("%d ",Run_Now->PB.number);i=(i+1)>(N-1)?(N-1):(i+1);}else{Wait();continue;}}}printf("\n");printf("平均等待时间是:\n%f\n",((float)sum(wt,N))/N);printf("平均周转时间是:\n%f\n",((float)sum(circle_t,N))/N);return 0;}//////////////////////////////////////////////////////【Process.cpp代码如下:】#include<iostream>#include<string>using namespace std;class Process{public:string ProcessName; // 进程名字int Time; // 进程需要时间int leval; // 进程优先级int LeftTime; // 进程运行一段时间后还需要的时间};void Copy ( Process proc1, Process proc2); // 把proc2赋值给proc1 void Sort( Process pr[], int size) ; // 此排序后按优先级从大到小排列void sort1(Process pr[], int size) ; // 此排序后按需要的cpu时间从小到大排列void Fcfs( Process pr[], int num, int Timepice); // 先来先服务算法void TimeTurn( Process process[], int num, int Timepice); // 时间片轮转算法void Priority( Process process[], int num, int Timepice); // 优先级算法void main(){int a;cout<<endl;cout<<" 选择调度算法:"<<endl;cout<<" 1: FCFS 2: 时间片轮换 3: 优先级调度 4: 最短作业优先 5: 最短剩余时间优先"<<endl;cin>>a;const int Size =30;Process process[Size] ;int num;int TimePice;cout<<" 输入进程个数:"<<endl;cin>>num;cout<<" 输入此进程时间片大小: "<<endl;cin>>TimePice;for( int i=0; i< num; i++){string name;int CpuTime;int Leval;cout<<" 输入第"<< i+1<<" 个进程的名字、cpu时间和优先级:"<<endl;cin>>name;cin>> CpuTime>>Leval;process[i].ProcessName =name;process[i].Time =CpuTime;process[i].leval =Leval;cout<<endl;}for ( int k=0;k<num;k++)process[k].LeftTime=process[k].Time ;//对进程剩余时间初始化cout<<" ( 说明: 在本程序所列进程信息中,优先级一项是指进程运行后的优先级!! )";cout<<endl; cout<<endl;cout<<"进程名字"<<"共需占用CPU时间 "<<" 还需要占用时间 "<<" 优先级"<<" 状态"<<endl;if(a==1)Fcfs(process,num,TimePice);else if(a==2)TimeTurn( process, num, TimePice);else if(a==3){Sort( process, num);Priority( process , num, TimePice);}else// 最短作业算法,先按时间从小到大排序,再调用Fcfs算法即可{sort1(process,num);Fcfs(process,num,TimePice);}}void Copy ( Process proc1, Process proc2){proc1.leval =proc2.leval ;proc1.ProcessName =proc2.ProcessName ;proc1.Time =proc2.Time ;}void Sort( Process pr[], int size) //以进程优先级高低排序{// 直接插入排序for( int i=1;i<size;i++){Process temp;temp = pr[i];int j=i;while(j>0 && temp.leval<pr[j-1].leval){pr[j] = pr[j-1];j--;}pr[j] = temp;} // 直接插入排序后进程按优先级从小到大排列for( int d=size-1;d>size/2;d--){Process temp;temp=pr [d];pr [d] = pr [size-d-1];pr [size-d-1]=temp;} // 此排序后按优先级从大到小排列}/* 最短作业优先算法的实现*/void sort1 ( Process pr[], int size) // 以进程时间从低到高排序{// 直接插入排序for( int i=1;i<size;i++){Process temp;temp = pr[i];int j=i;while(j>0 && temp.Time < pr[j-1].Time ){pr[j] = pr[j-1];j--;}pr[j] = temp;}}/* 先来先服务算法的实现*/void Fcfs( Process process[], int num, int Timepice){ // process[] 是输入的进程,num是进程的数目,Timepice是时间片大小while(true){if(num==0){cout<<" 所有进程都已经执行完毕!"<<endl;exit(1);}if(process[0].LeftTime==0){cout<<" 进程"<<process[0].ProcessName<< " 已经执行完毕!"<<endl;for (int i=0;i<num;i++)process[i]=process[i+1];num--;}else if(process[num-1].LeftTime==0){cout<<" 进程"<<process[num-1].ProcessName<< " 已经执行完毕!"<<endl;num--;}else{cout<<endl; //输出正在运行的进程process[0].LeftTime=process[0].LeftTime- Timepice; process[0].leval =process[0].leval-1;cout<<" "<<process[0].ProcessName <<""<<process[0].Time <<" ";cout<<process[0].LeftTime <<""<<process[0].leval<<" 运行";cout<<endl;for(int s=1;s<num;s++){cout<<" "<<process[s].ProcessName <<""<<process[s].Time <<" ";cout<<process[s].LeftTime <<""<<process[s].leval<<" 等待"<<endl; ;}} // elsecout<<endl;system(" pause");cout<<endl;} // while}/* 时间片轮转调度算法实现*/void TimeTurn( Process process[], int num, int Timepice){while(true){if(num==0){cout<<" 所有进程都已经执行完毕!"<<endl;exit(1);}if(process[0].LeftTime==0){cout<<" 进程"<<process[0].ProcessName<< " 已经执行完毕!"<<endl;for (int i=0;i<num;i++)process[i]=process[i+1];num--;}if( process[num-1].LeftTime ==0 ){cout<<" 进程" << process[num-1].ProcessName <<" 已经执行完毕! "<<endl;num--;}else if(process[0].LeftTime > 0){cout<<endl; //输出正在运行的进程process[0].LeftTime=process[0].LeftTime- Timepice;process[0].leval =process[0].leval-1;cout<<" "<<process[0].ProcessName <<""<<process[0].Time <<" ";cout<<process[0].LeftTime <<""<<process[0].leval<<" 运行";cout<<endl;for(int s=1;s<num;s++){cout<<" "<<process[s].ProcessName <<""<<process[s].Time <<" ";cout<<process[s].LeftTime <<""<<process[s].leval;if(s==1)cout<<" 就绪"<<endl;elsecout<<" 等待"<<endl;}Process temp;temp = process[0];for( int j=0;j<num;j++)process[j] = process[j+1];process[num-1] = temp;} // elsecout<<endl;system(" pause");cout<<endl;} // while}/* 优先级调度算法的实现*/void Priority( Process process[], int num, int Timepice){while( true){if(num==0){cout<< "所有进程都已经执行完毕!"<<endl;exit(1);}if(process[0].LeftTime==0){cout<<" 进程" << process[0].ProcessName <<" 已经执行完毕! "<<endl; for( int m=0;m<num;m++)process[m] = process[m+1]; //一个进程执行完毕后从数组中删除num--; // 此时进程数目减少一个}if( num!=1 && process[num-1].LeftTime ==0 ){cout<<" 进程" << process[num-1].ProcessName <<" 已经执行完毕!"<<endl;num--;}if(process[0].LeftTime > 0){cout<<endl; //输出正在运行的进程process[0].LeftTime=process[0].LeftTime- Timepice;process[0].leval =process[0].leval-1;cout<<" "<<process[0].ProcessName <<" "<<process[0].Time <<" ";cout<<process[0].LeftTime <<""<<process[0].leval<<" 运行";cout<<endl; // 输出其他进程for(int s=1;s<num;s++){cout<<" "<<process[s].ProcessName <<" "<<process[s].Time <<" ";cout<<process[s].LeftTime <<""<<process[s].leval ;if(s==1)cout<<" 就绪"<<endl;elsecout<<" 等待 "<<endl;}} // elseSort(process, num);cout<<endl;system(" pause");cout<<endl;} // while}。
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。
操作系统的进程调度在计算机科学中,操作系统是一种控制和管理计算机硬件和软件资源的系统软件。
而进程调度是操作系统的一个重要组成部分,它负责协调和管理计算机中的进程,以提高计算机系统的性能和资源利用率。
进程调度的目标是通过合理地选择和安排进程的执行顺序,实现公平性、优先级、响应时间、吞吐量等需求,同时最大化地利用计算机资源。
为了达到这些目标,操作系统设计了多种进程调度算法,下面将介绍几种常见的调度算法。
一、先来先服务(FCFS)调度算法先来先服务调度算法是一种最简单的调度算法,即按照进程到达的顺序进行调度。
当一个进程到达系统时,它被分配到可用的处理器,并一直占用处理器,直到它完成或进入等待状态。
先来先服务调度算法的优点是简单且公平,每个进程都能等到自己的执行机会。
然而,它存在一个明显的缺点,即无法满足对响应时间的要求。
对于长时间的任务,它可能导致其他短任务的等待时间较长。
二、短作业优先(SJF)调度算法短作业优先调度算法是按照进程的执行时间长度进行排序,优先选择执行时间短的进程。
当一个进程到达系统时,操作系统会比较该进程的执行时间和当前正在执行的进程的执行时间,如果该进程的执行时间更短,那么它将被调度执行。
短作业优先调度算法的优点是能够最大程度地减少平均等待时间,提高了系统的响应速度和吞吐量。
然而,它可能导致长时间的任务一直被短任务抢占,从而造成长时间任务的不公平性。
三、轮转调度算法轮转调度算法是按照时间片的概念进行调度。
每个进程被分配一个固定的时间片,当时间片用完时,该进程会被暂停,并被放在就绪队列的末尾,让其他进程执行。
被暂停的进程会等待下一个时间片重新执行。
轮转调度算法的优点是公平且能够满足对响应时间的要求。
它保证了每个进程都有机会执行,并且可以使长时间任务和短时间任务都能得到合理的调度。
然而,对于长时间任务和I/O密集型任务,轮转调度算法可能会导致上下文切换的开销增加,降低系统的性能。
四、优先级调度算法优先级调度算法是根据进程的优先级进行调度,优先级高的进程将被优先执行。
几种操作系统调度算法操作系统调度算法是操作系统中用于确定进程执行的顺序和优先级的一种方法。
不同的调度算法有不同的优缺点,适用于不同的场景和需求。
下面将介绍几种常见的操作系统调度算法:1.先来先服务(FCFS)调度算法:先来先服务调度算法是最简单的调度算法之一、按照进程到达的顺序进行调度,首先到达的进程先执行,在CPU空闲时执行下一个进程。
这种算法实现简单,并且公平。
但是,由于没有考虑进程的执行时间,可能会导致长作业时间的进程占用CPU资源较长时间,从而影响其他进程的响应时间。
2.短作业优先(SJF)调度算法:短作业优先调度算法是根据进程的执行时间进行排序,并按照执行时间最短的进程优先执行。
这种算法可以减少平均等待时间,提高系统的吞吐量。
然而,对于长作业时间的进程来说,等待时间会相对较长。
3.优先级调度算法:优先级调度算法是根据每个进程的优先级来决定执行顺序的。
优先级可以由用户设置或者是根据进程的重要性、紧迫程度等因素自动确定。
具有较高优先级的进程将具有更高的执行优先级。
这种算法可以根据不同情况进行灵活调度,但是如果不恰当地设置优先级,可能会导致低优先级的进程长时间等待。
4.时间片轮转(RR)调度算法:时间片轮转调度算法将一个固定的时间片分配给每个进程,当一个进程的时间片用完时,将该进程挂起,调度下一个进程运行。
这种算法可以确保每个进程获得一定的CPU时间,提高系统的公平性和响应速度。
但是,对于长时间运行的进程来说,可能会引起频繁的上下文切换,导致额外的开销。
5.多级反馈队列(MFQ)调度算法:多级反馈队列调度算法将进程队列划分为多个优先级队列,每个队列有不同的时间片大小和优先级。
新到达的进程被插入到最高优先级队列,如果进程在时间片内没有完成,则被移到下一个较低优先级队列。
这种算法可以根据进程的执行表现自动调整优先级和时间片,更好地适应动态变化的环境。
以上是几种常见的操作系统调度算法,每种算法都有其优缺点和适用场景。
操作系统五种进程调度算法的代码一、先来先服务(FCFS)调度算法先来先服务(FCFS)调度算法是操作系统处理进程调度时比较常用的算法,它的基本思想是按照进程的提交时间的先后顺序依次调度进程,新提交的进程会在当前运行进程之后排队,下面通过C语言代码来实现先来先服务(FCFS)调度算法:#include <stdio.h>#include <stdlib.h>//定义进程的数据结构struct Processint pid; // 进程标识符int at; // 到达时间int bt; // 执行时间};//进程调度函数void fcfs_schedule(struct Process *processes, int n)int i, j;//根据进程的到达时间排序for(i = 0; i < n; i++)for(j = i+1; j < n; j++)if(processes[i].at > processes[j].at) struct Process temp = processes[i]; processes[i] = processes[j];processes[j] = temp;//获取各个进程执行完毕的时间int ct[n];ct[0] = processes[0].at + processes[0].bt; for(i = 1; i < n; i++)if(ct[i-1] > processes[i].at)ct[i] = ct[i-1] + processes[i].bt;elsect[i] = processes[i].at + processes[i].bt; //计算各个进程的周转时间和带权周转时间int tat[n], wt[n], wt_r[n];for(i = 0; i < n; i++)tat[i] = ct[i] - processes[i].at;wt[i] = tat[i] - processes[i].bt;wt_r[i] = wt[i] / processes[i].bt;printf("P%d:\tAT=%d\tBT=%d\tCT=%d\tTAT=%d\tWT=%d\tWT_R=%f\n", processes[i].pid, processes[i].at, processes[i].bt, ct[i], tat[i], wt[i], wt_r[i]);//主函数int mainstruct Process processes[] ={1,0,3},{2,3,5},{3,4,6},{4,5,2},{5,6,4}};fcfs_schedule(processes, 5);return 0;输出:。
操作系统中常用的进程调度算法1、先来先服务调度算法先来先服务(FCFS)调度算法是一种最简单的调度算法,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,每次调度都是从后备作业队列中选择一个或多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、创建进程,然后放入就绪队列。
在进程调度中采用FCFS算法时,则每次调度是从就绪队列中选择一个最先进入该队列的进程,为之分配处理机,使之投入运行。
该进程一直运行到完成或发生某事件而阻塞后才放弃处理机。
2、短作业(进程)优先调度算法短作业(进程)优先调度算法,是指对短作业或短进程优先调度的算法。
它们可以分别用于作业调度和进程调度。
短作业优先(SJF)的调度算法是从后备队列中选择一个或若干个估计运行时间最短的作业,将它们调入内存运行。
而短进程优先(SPF)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,或发生某事件而被阻塞放弃处理机时再重新调度。
3、时间片轮转法在早期的时间片轮转法中,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。
时间片的大小从几ms到几百ms。
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末尾;然后,再把处理机分配给就绪队列中新的队首进程,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给定的时间内均能获得一时间片的处理机执行时间。
换言之,系统能在给定的时间内响应所有用户的请求。
4、多级反馈队列调度算法前面介绍的各种用作进程调度的算法都有一定的局限性。
如短进程优先的调度算法,仅照顾了短进程而忽略了长进程,而且如果并未指明进程的长度,则短进程优先和基于进程长度的抢占式调度算法都将无法使用。
而多级反馈队列调度算法则不必事先知道各种进程所需的执行时间,而且还可以满足各种类型进程的需要,因而它是目前被公认的一种较好的进程调度算法。
进程调度机制引言:进程调度机制是操作系统中的一个重要组成部分,它负责决定在多个进程同时运行时,如何合理地分配系统资源,以提高系统的性能和响应速度。
本文将介绍进程调度机制的基本概念、常见的调度算法以及它们的优缺点。
一、进程调度的概念进程调度是指操作系统根据一定的策略和算法,从就绪队列中选择一个进程来占用处理机,并使之成为当前正在运行的进程。
进程调度的目标是提高系统的吞吐量、响应时间和公平性,同时减少系统资源的浪费。
二、调度算法的分类1. 先来先服务调度算法(FCFS)先来先服务调度算法是最简单的调度算法之一,它按照进程到达的先后顺序进行调度。
该算法的优点是简单易实现,但由于没有考虑进程的执行时间,容易导致长作业效应,即长时间运行的进程会占用处理机,导致其他进程等待时间过长。
2. 短作业优先调度算法(SJF)短作业优先调度算法是根据进程的执行时间来进行调度的,它假设运行时间短的进程是高优先级的。
该算法可以减少平均等待时间,提高系统的响应速度,但需要预先知道进程的执行时间,对于不确定的情况难以实现。
3. 时间片轮转调度算法(RR)时间片轮转调度算法是一种公平的调度算法,它将处理机的使用时间划分为多个时间片,每个进程在一个时间片内运行,当时间片用完后,将会被放回就绪队列尾部。
该算法能够保证每个进程都能得到一定的执行时间,但当进程的执行时间较长时,仍然会导致其他进程的等待。
4. 优先级调度算法(Priority)优先级调度算法根据进程的优先级进行调度,优先级高的进程先被调度。
该算法可以根据不同的需求设置不同的优先级,但如果优先级设置不当,可能会导致优先级低的进程长时间得不到执行。
5. 多级反馈队列调度算法(MFQ)多级反馈队列调度算法是一种综合性的调度算法,它将进程划分为多个优先级队列,每个队列具有不同的时间片大小。
进程首先进入最高优先级队列,如果时间片用完仍未执行完毕,则被放入下一级队列。
通过不断调整优先级和时间片大小,该算法可以灵活地适应不同类型的进程。
操作系统各种调度算法操作系统的调度算法是操作系统中的重要组成部分,它决定了进程在CPU上的执行顺序和调度策略。
不同的调度算法应用于不同的场景和需求,目的是提高CPU利用率、降低响应时间、提高吞吐量等。
本文将介绍几种常见的调度算法,包括先来先服务调度算法(FCFS)、最短作业优先调度算法(SJF)、时间片轮转调度算法(RR)和多级反馈队列调度算法(MFQ)。
先来先服务调度算法(FCFS)是最简单的调度算法之一,该算法按照进程到达的先后顺序分配CPU资源。
当一个进程在CPU上执行时,其他进程需要等待,直到该进程完成。
FCFS调度算法具有易于实现和公平性的优点,但是由于没有考虑进程的执行时间,可能导致长作业的久等和短作业的饥饿问题。
最短作业优先调度算法(SJF)根据进程的预计执行时间来调度。
该算法假设可以获得每个进程的执行时间,并选择执行时间最短的进程执行。
SJF调度算法可以最小化平均等待时间和响应时间,但是由于无法准确预测进程的执行时间,可能导致长作业的饥饿问题。
时间片轮转调度算法(RR)将CPU时间切分成固定长度的时间片,每个进程在一个时间片中执行。
当一个进程的时间片用完后,系统将该进程重新加入到就绪队列的末尾,让其他就绪进程获得CPU执行。
RR调度算法能够保证每个进程都能获得一定的CPU时间,但是当进程的执行时间过长时,可能需要频繁的上下文切换,导致系统开销增加。
多级反馈队列调度算法(MFQ)是一种结合了FCFS和RR的调度算法。
该算法将就绪队列划分成多个队列,每个队列有不同的优先级,并且每个队列采用RR调度算法。
进程首先进入高优先级队列,如果时间片用完仍未完成,则降低优先级进入下一级队列,直到最低优先级队列。
此时,进程将拥有更长的时间片并能够执行较长时间。
MFQ调度算法兼顾了短作业的优先执行和长作业的公平性,但是需要根据实际情况设置多个队列和时间片长度,较为复杂。
除了以上介绍的几种调度算法,还有其他一些调度算法可供选择,如最高响应比优先调度算法(HRRN)、最早截止时间优先调度算法(EDF)等。
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。
例如,对于长作业,可以选择最短作业优先算法,以尽快完成作
业并提高系统吞吐量;而对于实时要求高的场景,可以选择高响应比优先
算法。
同时,多级反馈队列调度算法在实际中应用较为广泛,可以根据实
际情况进行调整和优化。
总结来说,进程调度算法是操作系统中的关键组成部分之一,影响着
系统的性能和响应能力。
选择合适的调度算法可以提高系统的效率和性能,从而更好地满足用户的需求。
不同场景下可以灵活选择和结合不同的算法
来优化系统调度策略。