操作系统-先来先服务算法FCFS(C语言)
先来先服务和优先数调度算法c语言
先来先服务和优先数调度算法c语言先来先服务和优先数调度算法c语言一、前言操作系统中的进程调度是指在多道程序环境下，按照一定的规则从就绪队列中选择一个进程，将CPU分配给它运行。
常用的进程调度算法有先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、时间片轮转（RR）等。
本文将介绍两种常见的进程调度算法：先来先服务和优先数调度算法，并给出相应的C语言实现。
二、先来先服务算法1. 算法原理FCFS即First Come First Served，也称为FIFO（First In First Out），是一种非抢占式的进程调度算法。
按照任务到达时间的顺序进行处理，即谁先到达谁就被处理。
2. 算法流程（1）按照任务到达时间排序；（2）依次执行每个任务，直至所有任务都完成。
3. C语言实现下面是一个简单的FCFS程序：```c#include <stdio.h>struct process {int pid; // 进程IDint arrival_time; // 到达时间int burst_time; // 执行时间int waiting_time; // 等待时间};int main() {struct process p[10];int n, i, j;float avg_waiting_time = 0;printf("请输入进程数：");scanf("%d", &n);for (i = 0; i < n; i++) {printf("请输入第%d个进程的信息：\n", i + 1); printf("进程ID：");scanf("%d", &p[i].pid);printf("到达时间：");scanf("%d", &p[i].arrival_time);printf("执行时间：");scanf("%d", &p[i].burst_time);}for (i = 0; i < n; i++) {for (j = 0; j < i; j++) {if (p[j].arrival_time > p[j + 1].arrival_time) { struct process temp = p[j];p[j] = p[j + 1];p[j + 1] = temp;}}}int current_time = p[0].arrival_time;for (i = 0; i < n; i++) {if (current_time < p[i].arrival_time) {current_time = p[i].arrival_time;}p[i].waiting_time = current_time - p[i].arrival_time;current_time += p[i].burst_time;}printf("进程ID\t到达时间\t执行时间\t等待时间\n");for (i = 0; i < n; i++) {printf("%d\t%d\t%d\t%d\n", p[i].pid, p[i].arrival_time, p[i].burst_time, p[i].waiting_time);avg_waiting_time += (float)p[i].waiting_time / n;}printf("平均等待时间：%f\n", avg_waiting_time);return 0;}```三、优先数调度算法1. 算法原理优先数调度算法是一种非抢占式的进程调度算法。
用于作业调度的算法
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
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。
操作系统中常用作业调度算法的分析
操作系统中常用作业调度算法的分析作业调度算法是操作系统中非常重要的一部分，它负责决定哪个进程应该被调度执行、以及在什么时候执行。
不同的作业调度算法会对系统的性能和资源利用率产生不同的影响，因此了解和分析常用的作业调度算法对于优化系统性能至关重要。
在操作系统中，常用的作业调度算法包括先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、最高响应比优先（HRRN）、优先级调度、轮转调度和多级反馈队列调度等。
下面对这些常见的作业调度算法进行详细分析。
1. 先来先服务（FCFS）先来先服务是最简单的作业调度算法之一，它按照作业到达的先后顺序来进行调度。
当一个作业到达系统后，系统会将其放入就绪队列，然后按照先来先服务的原则，依次执行队列中的作业。
FCFS算法的优点是实现简单、公平性好，但缺点也非常明显。
由于该算法没有考虑作业的执行时间，因此可能导致长作业等待时间过长，影响系统的响应时间和吞吐量。
2. 短作业优先（SJF）短作业优先算法是一种非抢占式作业调度算法，它会根据作业的执行时间来进行调度。
当一个作业到达系统后，系统会根据其执行时间与就绪队列中其他作业的执行时间进行比较，选取执行时间最短的作业进行执行。
SJF算法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和吞吐量。
但这种算法也存在缺陷，即当有长作业不断地进入系统时，可能导致短作业一直得不到执行，进而影响系统的公平性。
3. 最高响应比优先（HRRN）最高响应比优先算法是一种动态优先级调度算法，它根据作业的响应比来进行调度。
作业的响应比定义为（等待时间+服务时间）/ 服务时间，响应比越高的作业被优先调度执行。
HRRN算法的优点是能够最大程度地提高系统的响应速度，同时保持较高的公平性。
但由于需要不断地计算和更新作业的响应比，因此算法的复杂度较高。
4. 优先级调度优先级调度算法是一种静态优先级调度算法，它根据作业的优先级来进行调度。
每个作业在进入系统时就会被赋予一个优先级，系统会按照作业的优先级来决定执行顺序。
各类作业调度算法
各类作业调度算法作业调度算法是操作系统中的重要概念，用于决定计算机系统中各类作业的执行顺序。
它能够优化系统资源利用，提高作业处理效率和用户体验。
本文将介绍各类常见的作业调度算法。
1.先来先服务（FCFS）先来先服务是最简单、最直观的作业调度算法，按照作业到达的顺序来执行。
即当一个作业进入系统后，它将会被放入作业队列的末尾等待执行。
这种算法的优点是简单易懂，缺点是没有考虑作业的执行时间，可能导致长作业占用系统资源时间过长，等待时间较长。
2.最短作业优先（SJF）最短作业优先算法根据每个作业的执行时间来安排执行顺序，执行时间短的作业优先执行。
该算法能够最大限度地缩短作业的等待时间，提高系统的作业处理效率。
然而，这种算法可能会导致长作业饥饿，即长作业始终无法执行，因为每次都有短作业到达系统。
3.最高响应比优先（HRRN）最高响应比优先算法考虑了作业的等待时间和执行时间，通过响应比来确定作业的执行顺序。
响应比定义为(等待时间+执行时间)/执行时间。
该算法能够综合考虑作业的等待时间和执行时间，避免长作业饥饿问题，提高系统的整体响应性能。
4.时间片轮转（RR）时间片轮转算法将系统的执行时间划分为若干个固定大小的时间片，并按照顺序依次分配给作业执行。
每个作业只能在一个时间片内执行，当时间片用完后，如果作业还没有执行完，就需要重新排队等待执行。
时间片轮转算法能够公平地分配系统资源，降低长作业占用系统资源的情况，但也可能导致较大的上下文切换开销。
5.多级队列调度（MLQ）多级队列调度算法将作业划分成多个队列，每个队列具有不同的优先级。
作业首先进入高优先级队列执行，如果执行完后还未完成，就降低其优先级，放入低优先级队列执行。
这样能够确保高优先级作业得到及时执行，同时避免低优先级作业饥饿。
多级队列调度算法常用于实时系统中。
总结来说，作业调度算法有先来先服务、最短作业优先、最高响应比优先、时间片轮转和多级队列调度等。
不同的算法有不同的特点和适用场景，选取合适的作业调度算法能够优化系统资源利用和提高作业处理效率。
调度算法C语言实现
调度算法C语言实现调度算法是操作系统中的重要内容之一，它决定了进程在系统中的运行方式和顺序。
本文将介绍两种常见的调度算法，先来先服务（FCFS）和最短作业优先（SJF），并用C语言实现它们。
一、先来先服务（FCFS）调度算法先来先服务（FCFS）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，即谁先到达就先执行。
实现这个算法的关键是记录进程到达的顺序和每个进程的执行时间。
下面是一个用C语言实现先来先服务调度算法的示例程序：```c#include <stdio.h>//进程控制块结构体typedef structint pid; // 进程IDint arrivalTime; // 到达时间int burstTime; // 执行时间} Process;int maiint n; // 进程数量printf("请输入进程数量：");scanf("%d", &n);//输入每个进程的到达时间和执行时间Process process[n];for (int i = 0; i < n; i++)printf("请输入进程 %d 的到达时间和执行时间：", i);scanf("%d%d", &process[i].arrivalTime,&process[i].burstTime);process[i].pid = i;}//根据到达时间排序进程for (int i = 0; i < n - 1; i++)for (int j = i + 1; j < n; j++)if (process[i].arrivalTime > process[j].arrivalTime) Process temp = process[i];process[i] = process[j];process[j] = temp;}}}//计算平均等待时间和平均周转时间float totalWaitingTime = 0; // 总等待时间float totalTurnaroundTime = 0; // 总周转时间int currentTime = 0; // 当前时间for (int i = 0; i < n; i++)if (currentTime < process[i].arrivalTime)currentTime = process[i].arrivalTime;}totalWaitingTime += currentTime - process[i].arrivalTime;totalTurnaroundTime += (currentTime + process[i].burstTime) - process[i].arrivalTime;currentTime += process[i].burstTime;}//输出结果float avgWaitingTime = totalWaitingTime / n;float avgTurnaroundTime = totalTurnaroundTime / n;printf("平均等待时间：%f\n", avgWaitingTime);printf("平均周转时间：%f\n", avgTurnaroundTime);return 0;```以上程序实现了先来先服务（FCFS）调度算法，首先根据进程的到达时间排序，然后依次执行每个进程，并计算总等待时间和总周转时间。
c语言实现进程调度算法
c语言实现进程调度算法进程调度算法是操作系统中的一个重要组成部分，用于决定在多道程序环境下，选择哪个进程来占用CPU并执行。
C语言是一种通用的编程语言，可以用于实现各种进程调度算法。
这里我将分别介绍三种常见的进程调度算法：先来先服务调度算法（FCFS）、最短作业优先调度算法（SJF）和轮转法调度算法（RR），并给出用C语言实现的示例代码。
首先，我们来看先来先服务调度算法（FCFS）。
此算法根据到达时间的先后顺序，按照先来后到的顺序进行处理。
下面是基于C语言的先来先服务调度算法实现示例代码：```c#include<stdio.h>struct Process};void FCFS(struct Process proc[], int n)for (int i = 1; i < n; i++)}printf("进程号到达时间服务时间完成时间等待时间周转时间\n");for (int i = 0; i < n; i++)}for (int i = 0; i < n; i++)}int maiint n;printf("请输入进程数：");scanf("%d", &n);struct Process proc[n];for (int i = 0; i < n; i++)printf("请输入进程%d的到达时间和服务时间（用空格分隔）：", i + 1);}FCFS(proc, n);return 0;```其次，我们来看最短作业优先调度算法（SJF），该算法选择执行时间最短的进程先执行。
下面是基于C语言的最短作业优先调度算法实现示例代码：```c#include<stdio.h>struct Process};void SJF(struct Process proc[], int n)for (int i = 0; i < n; i++)for (int j = 0; j < i; j++)}shortest_job = i;for (int j = i + 1; j < n; j++)shortest_job = j;}}}for (int i = 1; i < n; i++)}printf("进程号到达时间服务时间完成时间等待时间周转时间\n");for (int i = 0; i < n; i++)}for (int i = 0; i < n; i++)}int maiint n;printf("请输入进程数：");scanf("%d", &n);struct Process proc[n];for (int i = 0; i < n; i++)printf("请输入进程%d的到达时间和服务时间（用空格分隔）：", i + 1);}SJF(proc, n);return 0;```最后，我们来看轮转法调度算法（RR），该算法分配一个时间片给每个进程，当时间片用完后，将CPU分配给下一个进程。
几种操作系统调度算法
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。
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printf("\n平均周转时间平均带权周转时间\n");
q->next=p;
p->StartTime=0;
p->FinishTime=0;
p->WholeTime=0;
p->WeightWholeTime=0;
p->next=NULL;
p->state='F';
q=p;
}
}
void main()
{printf("先来先服务FCFS算法模拟\n");
getInfo();
实 验 报 告
题目
名称
C语言实现调度算法程序设计实验报告-先来先服务FCFS
院系
a
班级
完成时间
指导老师
本次实验成绩
主
要
原
理
及
所
参
考
的
资
料
算法原理：
设计程序模拟进程的先来先服务FCFS过程。假设有n个进程分别在T1,…,Tn时刻到达系统，它们需要的服务时间分别为S1,…,Sn。分别采用先来先服务FCFS调度算法进行调度，计算每个进程的完成时间，周转时间和带权周转时间，并且统计n个进程的平均周转时间和平均带权周转时间。
printf("\n时刻：%d,当前开始运行作业%s\n\n",time,p1->name);
time+=p1->ServiceTime;
p1->state='T';
p1->FinishTime=time;
p1->WholeTime=p1->FinishTime-p1->ArriveTime;
p1->WeightWholeTime=p1->WholeTime/p1->ServiceTime;
x+=p1->WholeTime;
y+=p1->WeightWholeTime;
p1->AverageWT_FCFS=p1->WholeTime/n;
p1->AverageWWT_FCFS=p1->WeightWholeTime/n;
printf("到达时间开始时间服务时间完成时间周转时间带权周转时间\n");
程序要求如下：
1）进程个数n；每个进程的到达时间T1,…,Tn和服务时间S1,…,Sn。
2）要求采用先来先服务FCFS调度进程运行，计算每个进程的周转时间，带权周转时间，并且计算所有进程的平均周转时间，带权平均周转时间；
3）输出：要求模拟整个调度过程，输出每个时刻的进程运行状态，如“时刻3：进程B开始运行”等等；
scanf("%s\t%d\t%d",&p->name,&p->ArriveTime,&p->ServiceTime);
if(head==NULL)
{head=p;q=p;time=p->ArriveTime;}
if(p->ArriveTime < time) time=p->ArriveTime;
p=head;
FCFS();
printf(" %10.2f %10.2f\n ",p1->AverageWT_FCFS,p1->AverageWWT_FCFS);
}
void FCFS() //找到当前未完成的进程
{
int i;
p=head;
for(i=0;i<n;i++)
{
if(p->state=='F')
{
q=p; //标记当前未完成的进程
float WholeTime;//周转时间
float WeightWholeTime;//带权周转时间
double AverageWT_FCFS; //平均周转时间
double AverageWWT_FCFS;//带权平均周转时间
struct PCB *next; //指向下个进程
}pcb;
double x=0,y=0;
int i;
int time; //计时器
int n; //进程个数
pcb *head=NULL,*p,*q; //进程链表指针
void run_FCFS(pcb *p1) //运行未完成的进程
{
time = p1->ArriveTime > time? p1->ArriveTime:time;
p1->StartTime=time;
intServiceTime[MaxNum];
intFinishTime[MaxNum];
intWholeTime[MaxNum];
doubleWeightWholeTime[MaxNum];
doubleAverageWT_FCFS;
doubleAverageWWT_FCFS;
2）进程调度的实现过程如下：
变量初始化；
接收用户输入n，T1,…,Tn，S1,…,Sn；
按照选择算法进行进程调度，计算进程的完成时间、周转时间和带权周转时间；
计算所有进程的平均周转时间和平均带权周转时间；
按格式输出调度结果。
实
验
要Hale Waihona Puke 求1. 程序流程图
2.程序源代码
#include"stdio.h"
#include"stdlib.h"
run_FCFS(q);
}
p=p->next;
}
}
void getInfo() //获得进程信息并创建进程
{
int num;
printf("\n进程个数:");
scanf("%d",&n);
for(num=0;num<n;num++)
{
p=(pcb *)malloc(sizeof(pcb));
printf("依次输入：\n进程名到达时间服务时间\n");
4）输出：要求输出计算出来的每个进程的周转时间，带权周转时间，所有进程的平均周转时间，带权平均周转时间。
主要参考书：
计算机操作系统第三版 电子科技大学 汤小丹主编
主
要
算
法
具
体
实
验
步
骤
实现提示：
用C语言实现提示：
1）程序中进程调度时间变量描述如下：
static int MaxNum=100;
intArrivalTime[MaxNum];
typedef struct PCB //定义进程控制块
{char name[10]; //进程名
char state; //运行状态
int ArriveTime; //到达时间
int StartTime; //进程开始时间
int FinishTime; //进程结束时间
int ServiceTime; //服务时间