操作系统作业调度
作业调度流程进程调度
作业调度流程进程调度作业调度流程是操作系统中的一个重要概念，它负责管理和调度各个进程的执行顺序和资源分配。
进程调度是作业调度的一部分，它决定了进程在系统中运行的时间和顺序。
本文将详细介绍作业调度流程和进程调度的相关内容。
一、作业调度流程作业调度是指根据一定的策略和算法，从作业队列中选取适当的作业，分配资源并将其提交给处理器执行的过程。
作业调度主要包括以下几个步骤：1. 作业提交：用户将作业提交给操作系统，操作系统将其加入作业队列中等待调度。
2. 作业选择：根据一定的调度策略，选择合适的作业进行调度。
常见的调度策略有先来先服务(FIFO)、最短作业优先(SJF)、最高响应比优先(HRN)等。
3. 资源分配：根据作业的资源需求，为其分配所需的资源，包括内存、磁盘、设备等。
4. 作业调度：根据作业的优先级、等待时间等因素，确定作业的执行顺序。
作业调度算法有多种，如优先级调度、时间片轮转调度、多级反馈队列调度等。
5. 作业执行：将作业提交给处理器执行，处理器按照作业的指令顺序执行，直至作业完成。
6. 作业完成：作业执行完成后，释放所占用的资源，并将结果返回给用户。
二、进程调度进程调度是作业调度的一部分，它负责决定哪个进程可以占用处理器并执行。
进程调度主要包括以下几个步骤：1. 进程就绪：当一个进程被创建或者从阻塞状态转换为就绪状态时，它将被加入就绪队列中等待调度。
2. 进程选择：根据一定的调度策略，从就绪队列中选择一个进程进行调度。
常见的调度策略有先来先服务(FIFO)、最短进程优先(SJF)、时间片轮转(RR)等。
3. 进程执行：将被选中的进程提交给处理器执行，处理器按照进程的指令顺序执行，直至进程完成或者被阻塞。
4. 进程阻塞：当一个进程等待某个事件的发生时，它将被阻塞，并从处理器中移除。
5. 进程唤醒：当某个事件发生时，阻塞的进程将被唤醒，并重新加入就绪队列中等待调度。
6. 进程完成：进程执行完成后，释放所占用的资源，并将结果返回给用户。
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。
操作系统——作业调度
操作系统——作业调度实验⼆作业调度模拟程序⼀、⽬的和要求 1. 实验⽬的 （1）加深对作业调度算法的理解； （2）进⾏程序设计的训练。
2．实验要求 ⽤⾼级语⾔编写⼀个或多个作业调度的模拟程序。
单道批处理系统的作业调度程序。
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，它所运⾏的时间等因素。
作业调度算法： 1) 采⽤先来先服务（FCFS）调度算法，即按作业到达的先后次序进⾏调度。
总是⾸先调度在系统中等待时间最长的作业。
2) 短作业优先 (SJF) 调度算法，优先调度要求运⾏时间最短的作业。
3) 响应⽐⾼者优先(HRRN)调度算法，为每个作业设置⼀个优先权(响应⽐)，调度之前先计算各作业的优先权，优先数⾼者优先调度。
RP (响应⽐)＝作业周转时间 / 作业运⾏时间=1+作业等待时间/作业运⾏时间每个作业由⼀个作业控制块JCB表⽰，JCB可以包含以下信息：作业名、提交（到达）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）三种之⼀。
每个作业的最初状态都是等待W。
⼀、模拟数据的⽣成 1．允许⽤户指定作业的个数（2-24），默认值为5。
2. 允许⽤户选择输⼊每个作业的到达时间和所需运⾏时间。
3.（**）从⽂件中读⼊以上数据。
4.（**）也允许⽤户选择通过伪随机数指定每个作业的到达时间（0-30）和所需运⾏时间（1-8）。
⼆、模拟程序的功能 1．按照模拟数据的到达时间和所需运⾏时间，执⾏FCFS, SJF和HRRN调度算法，程序计算各作业的开始执⾏时间，各作业的完成时间，周转时间和带权周转时间（周转系数）。
2. 动态演⽰每调度⼀次，更新现在系统时刻，处于运⾏状态和等待各作业的相应信息（作业名、到达时间、所需的运⾏时间等）对于HRRN算法，能在每次调度时显⽰各作业的响应⽐R情况。
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是操作系统中的一个重要组成部分，它负责对待执行的作业进行排队和调度，以最大化系统资源的利用效率、满足用户需求、保证系统稳定性等目标。
常见的作业调度算法有先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、优先级调度、时间片轮转（RR）等，接下来我们分别对这几种算法进行分析。
1. FCFS调度算法先来先服务调度算法是操作系统中最简单的一种调度算法，也是最常用的一种调度算法。
它的处理方式是根据提交时间顺序，按照FIFO的顺序进行调度。
该算法的优点是简单易用，而且很容易实现。
同时，对于大多数情况下，该算法的资源分配相对公平。
但是，该算法存在着一些问题。
当一个作业的执行时间较长时，会大大降低系统的吞吐量，严重影响系统的效率。
因此，在实际应用中，该算法往往不能满足对作业的实时响应和高效完成的要求。
最短作业优先调度算法是一种非抢占式调度算法，它将作业按照其需要执行的时间长短大小进行排序，然后从执行时间最短的作业开始调度。
在实际应用中，该算法可以减少平均等待时间和平均周转时间，提高系统的效率和性能。
但是，该算法有个致命的缺点——它无法预测作业的执行时间。
如果一个长作业被排在了等待队列的前面，那么所有后续的短作业都要等待非常长的时间，这可能导致饥饿现象的出现。
3. 优先级调度算法优先调度算法是一种根据作业优先级大小进行调度的算法，可以根据作业的重要程度或紧急程度来设置不同的优先级。
该算法可以提高系统的响应速度和稳定性，满足系统特定的需求。
但是，该算法也存在着一些问题。
如果一个作业的优先级太高，那么其余的作业可能会一直处于等待状态，这种情况也会导致饥饿现象的出现。
此外，该算法的优先级设置需要有一定的经验和技巧，否则可能会对系统的性能产生不良影响。
4. 时间片轮转算法时间片轮转算法是一种循环调度算法，它将CPU的时间分成多个固定大小的时间片，然后在每个时间片内轮流执行等待队列中的作业，以便平均分配CPU资源。
操作系统：作业调度和进程调度的理解
操作系统：作业调度和进程调度的理解操作系统：作业调度和进程调度的理解含义：作业调度：是指作业从外存调⼊到内存的过程进程调度：是指进程从内存到分配cpu执⾏的过程理解：当我们打开两个程序，不妨设为程序A和程序B，⾸先这两个程序都是在外存（硬盘）上存储的，想要打开并运⾏这两个程序就必须加载到内存上，但这两个程序加载到内存上的顺序是什么呢？是先加载A呢还是先加载B呢？这个时候就涉及到作业调度了，作业调度第⼀种就是先来先服务（FCFS），即先打开的哪个程序，就先在内存上加载哪个程序；第⼆种就是短作业优先调度，即如果程序A⽐较⼤，可能是某个⼤型游戏，但是程序B⽐较⼩，可能只是打开个图⽚，假设必须要等这个⼤型游戏打开了才能打开这个图⽚，这显然图⽚等待的时间太长了，这时就涉及到了短作业优先调度，即系统会先打开图⽚，再打开游戏；第三种就是作业优先权调度，系统为作业分配优先权，优先等级⾼的就先调⼊内存，低的则等待；第四种就是⾼响应⽐调度，假设还有⼀个程序C，⽽且程序C还要在A之前打开，但是C的优先级低于A和B，如果按照优先级调度，那么C就会等很长⼀段时间，这显然对C是不公平的，所以这时就涉及到了⾼响应⽐优先，响应⽐=1+作业等待时间/执⾏时间，即：等待的时间越长，响应⽐就越⾼，就会提前执⾏。
当通过作业调度进⼊到内存后，这些作业就变成了⼀个个进程，但是要想分得CPU进⾏执⾏，还需进程调度算法，即还需要再分配⼀个顺序，来确定到底谁先分得CPU，进程调度算法有：优先权调度、短作业优先等，即通过每个进程的优先权或者作业的长短来确定分得CPU 的执⾏顺序，顺序分好以后，就该真正的执⾏了，这时采⽤时间⽚原则，即：所有的进程都分⼀个相同的时间⽚，执⾏完时间⽚后，如果没有运⾏完，到队尾等待，不断重复，直到所有程序都执⾏完；当然，这种执⾏⽅式有缺点，就是轮换的次数太多了，费时间，所以有了反馈排队调度，这种算法是先分了好⼏个等级队列，最⾼等级的队列时间⽚最短，最低等级的时间⽚最长，假设有1、2、3、4四个队列，有程序A、B、C需要被执⾏，那么A、B、C先分别执⾏⼀个时间⽚，假如C在这⼀个时间⽚内执⾏完了，那就可以直接⾛了，⽽A和B就换到第2个队列中继续执⾏⼀个第2个队列的时间⽚，就此类推，直到全部执⾏完。
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。
操作系统作业调度算法
操作系统作业调度算法操作系统作业调度算法是操作系统中的一个重要概念，它决定了在多道程序环境下，各个作业的执行顺序和分配时间。
正确选择合适的调度算法可以提高系统的效率和性能，保证作业能够按时完成。
本文将介绍几种常见的作业调度算法，包括先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、最高响应比优先（HRRN）和轮转法（RR）。
先来先服务（FCFS）调度算法是最简单的一种算法，它按照作业到达的先后顺序进行调度。
当一个作业到达后，如果系统中没有其他作业在执行，则该作业立即执行；如果有其他作业在执行，则该作业会进入就绪队列等待。
FCFS算法的优点是实现简单，但是它容易导致长作业等待时间过长，影响系统的响应时间。
短作业优先（SJF）调度算法是根据作业的执行时间来进行调度的。
当一个作业到达后，系统会比较该作业的执行时间与当前正在执行的作业的执行时间，如果该作业的执行时间更短，则该作业会被优先执行。
SJF算法的优点是能够减少作业的等待时间，提高系统的响应速度，但是它需要预先知道每个作业的执行时间，对于实时系统来说并不适用。
最高响应比优先（HRRN）调度算法是根据作业的等待时间和执行时间的比值来进行调度的。
当一个作业到达后，系统会计算该作业的响应比，响应比越高，优先级越高，该作业会被优先执行。
响应比的计算公式为（等待时间+执行时间）/ 执行时间。
HRRN算法的优点是能够兼顾作业的等待时间和执行时间，提高系统的整体性能，但是它需要不断地重新计算作业的响应比，增加了调度算法的复杂度。
轮转法（RR）调度算法是将系统的处理时间分为若干个时间片，每个时间片内一个作业可以执行的时间是固定的，当一个作业到达后，系统会将其放入就绪队列的末尾，并在当前时间片内执行该作业。
当一个时间片结束后，如果作业还没有执行完，系统会将其放回就绪队列的末尾，等待下一轮的调度。
轮转法算法的优点是能够公平地分配CPU时间，避免了长作业的等待时间过长，但是它可能导致一些短作业的响应时间较长。
操作系统各种调度算法
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。
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就 绪 队 列
CPU
事件1出现
等待事件 1
事件2出现
等待事件 2
…
事件n 出现
…
图 3-2 具有高、低两级调度的调度队列模型
…
…
等待事件 n
3. 同时具有三级调度的调度队列模型
作业调度 后备队列 批量作业 交互型作业 中级调度 时间片完 就绪队列
进程调度
CPU
进程完成
就绪，挂起队列 事件出现
阻塞，挂起队列 事 件 出 现 阻塞队列 等待事件 挂起
！进程调度频率最高，约10~100 ms进行一次，因
而进程调度算法不能太复杂，以免占用太多CPU时
间
（1）作业
作业调度
程序+数据+作业说明书 （2）作业步
（4）作业控制块（JCB：Job Control Block） • 作业控制块是作业存在的标志 • 保存有系统进行作业管理所需要的全部信息 • 位于磁盘区域中
作业的平均周转时间和带权的平均周转时
间
先来先服务调度算法计算结果
作业 进入时间 估计运行 开始时间 时间 （分钟） 120 8：00 8：00 50 8：50 10：00 10 9：00 10：50 20 9：50 11：00 作业平均周转时间 T = 112.5 作业带权平均周转时间 W = 4.975 结束时间 周转时间 （分钟） 120 120 120 90 450 带权周转 时间 1 2.4 12 4.5 19.9
图 3-3 具有三级调度时的调度队列模型
3.1.3 选择调度方式和调度算法的若干准则
1. 面向用户的准则
(1) 周转时间短。
平均周转时间：
1 i T Ti n i 1
作业的周转时间 T 与系统为它提供服务的时间 TS 之比，即 W=T/TS，称为带权周转时间，而平均带权周转时间则可表
二、进程调度的时机： 当前进程结束
当前进程调用阻塞原语将自己阻塞
当前进程调用P( )申请资源不能满足或调用V( )唤 醒了等待进程 当前进程提出了I/O请求 时间片到 在抢占调度中，有一个优先权更高的进程进入就 绪队列
三、进程调度算法： 就绪队列的两种组织： 进程进入就绪队列时，插入到合适的优先位 置。调度时取队首进程。 进程进入就绪队列末尾，调度时扫描整个队 列，选择最合适的进程。
等待时间 要求服务时间 响应时间 优先权 要求服务时间 要求服务时间
(1) 如果作业的等待时间相同，则要求服务的时间愈 短，其优先权愈高，因而该算法有利于短作业。
FCFS、SPF 、HPF、RR
3.1.2 调度队列模型
1. 仅有进程调度的调度队列模型
时间片完 进程调度 进程完成
交互用户 事 件 出 现
就 绪 队 列
CPU
阻 塞 队 列
等待事件
图 3-1 仅具有进程调度的调度队列模型
2. 具有高级和低级调度的调度队列模型
作业 调度 后 备 队 列 时间片完 进程调度 进程完成
JOB1 JOB2 JOB3 JOB4
10：00 10：
作业 进入时间 估计运行 开始时间 时间 （分钟） 120 8：00 8：00 50 8：50 10：30 10 9：00 10：00 20 9：50 10：10 作业平均周转时间 T = 95 作业带权平均周转时间 W = 3.25 结束时间 周转时间 （分钟） 120 150 70 40 380 带权周转 时间 1 3 7 2 13
3.1 处理机调度概述
处理机调度（CPU调度）要解决的问题： WHAT：按什么原则分配CPU —调度算法 WHEN：何时分配CPU —调度的时机 HOW： 如何分配CPU —CPU调度过程（进程的上下文切换）
3.1.1处理机调度的三个层次
作业调度（高级调度） 交换调度（中级调度） 进程调度（低级调度）
JOB1 JOB2 JOB3 JOB4
10：00 11：20 10：10 10：30
3.2.2 高优先权优先调度算法 （HPF—Highest Priority First 把处理机分给优先权最高的就绪进程。 1. 优先权调度算法的类型 1) 非抢占式优先权算法 2) 抢占式优先权调度算法
2. 优先权的类型
（5）作业调度
1) 接纳多少个作业
2) 接纳哪些作业
FCFS 、SJF、HPF、HRN
进程调度
一、进程调度的功能: 在PCB中保存处理机的现场信息 根据算法选取进程 分派程序将处理机分配给进程 附：调度方式 非抢占方式： 运行进程完成或阻塞时，才再分配处理机。 抢占方式： 将正运行进程强行撤下，处理机分配给其它进 程。
1. 先来先服务调度算法 FCFS：First Come First Serve
2. 短作业(进程)优先调度算法 SJF：Shortest Job First
例
假设在单道批处理环境下有四个作业 ，已知它们进入系统的时间、估计运行时 间。 应用先来先服务、最短作业优先和最 高响应比优先作业调度算法，分别计算出
静态优先权： 创建进程时根据进程类型、资源需求、用户要求等因 素确定优先级，并保持不变。 动态优先权： 创建进程时赋予进程一个优先权初值，但随着进程的
等待时间及执行时间的延长，其优先级会增加或降低。
例：线性优先级调度策略：
新建进程队列 享受服务进程队列
CPU
优先级P=P+a * t 优先级P=P- b * t (a>b>0)
3. 高响应比优先调度算法
（HRRN：Highest Response Ratio Next）
等待时间 要求服务时间 优先权 要求服务时间
由于等待时间与服务时间之和，就是系统对该
作业的响应时间，故该优先权又相当于响应比 RP 。
等待时间 要求服务时间 响应时间 优先权 要求服务时间 要求服务时间
示为:
1 n Ti W n i 1 TSi
(2) 响应时间快。
(3) 截止时间的保证。
(4) 优先权准则。 2. 面向系统的准则
(1) 系统吞吐量高。 (2) 处理机利用率好。 (3) 各类资源的平衡利用。
3.2 调度算法
3.2.1 先来先服务和短作业(进程)优先调度算法