操作系统实验 FCFS和短作业优先SJF调度算法模拟

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进程调度模拟算法

进程调度模拟算法

进程调度模拟算法进程调度是操作系统中的重要组成部分之一,它负责决定在多道程序环境下,哪个进程将获得CPU的使用权。

进程调度模拟算法是为了研究和评估不同调度策略的性能而开发的一种仿真方法。

在实际系统中,调度算法会受到多种因素的影响,如进程优先级、进程的I/O需求、进程的实际执行时间等。

通过模拟这些因素,可以更好地理解不同调度算法之间的差异,并选择最合适的算法来满足特定需求。

下面介绍两种常见的进程调度模拟算法:先来先服务(FCFS)和最短作业优先(SJF)算法。

1. 先来先服务(FCFS)算法:该算法按照进程到达的顺序来调度任务。

当一个进程完成或阻塞时,下一个已到达的进程将获得CPU的使用权。

这种算法非常简单,但是不适用于长作业时间和短作业时间交替出现的情况。

在短作业启动时,长作业仍然在运行,使得短作业的等待时间增加。

2. 最短作业优先(SJF)算法:该算法根据任务的执行时间来调度进程。

在该算法中,每个进程的执行时间都是已知的,并且操作系统根据已知的执行时间来决定哪个进程获得CPU的使用权。

在短作业优先算法中,短作业将会先被调度,这样有助于减少平均周转时间和等待时间。

但是,短作业优先算法容易产生“饥饿”现象,即长作业可能会一直等待,而短作业一直得到CPU的使用权。

除了以上两种算法,还有其他的进程调度模拟算法。

例如:- 时间片轮转(RR)调度算法:使用固定的时间片来调度进程,当时间片用完后,该进程被放入就绪队列的末尾。

- 优先级调度算法:每个进程都拥有一个优先级,优先级越高的进程越早被调度。

这种方法可以根据不同进程的紧迫程度和重要性来进行调度。

- 多级反馈队列调度算法:将就绪队列划分为多个队列,并根据进程的性质和优先级将进程放入不同的队列。

每个队列都有不同的优先级和时间片大小,进程可以通过提高优先级或时间片大小来提高被调度的机会。

在实际应用中,需要根据系统需求和性能指标选择合适的调度算法。

常用的性能指标包括平均周转时间、平均等待时间、CPU利用率等。

操作系统进程调度算法模拟实验报告

操作系统进程调度算法模拟实验报告

操作系统进程调度算法模拟实验报告一、实验目的本实验旨在深入理解操作系统的进程调度算法,并通过模拟实验来探究不同调度算法之间的差异和优劣。

二、实验原理操作系统的进程调度算法是决定进程执行顺序的重要依据。

常见的调度算法有先来先服务(FCFS)、最短作业优先(SJF)、优先级调度(Priority Scheduling)、轮转法(Round Robin)和多级反馈队列调度(Multilevel Feedback Queue Scheduling)等。

1.先来先服务(FCFS)算法:按照进程到达的先后顺序进行调度,被调度的进程一直执行直到结束或主动阻塞。

2.最短作业优先(SJF)算法:按照进程需要的执行时间的短长程度进行调度,执行时间越短的进程越优先被调度。

3. 优先级调度(Priority Scheduling)算法:为每个进程分配一个优先级,按照优先级从高到低进行调度。

4. 轮转法(Round Robin)算法:将进程按照到达顺序排列成一个队列,每个进程被分配一个时间片(时间量度),当时间片结束时,将进程从队列头取出放置到队列尾。

5.多级反馈队列调度算法:将进程队列分为多个优先级队列,每个队列时间片大小依次递减。

当一个队列中的进程全部执行完毕或者发生阻塞时,将其转移到下一个优先级队列。

三、实验步骤与结果1.实验环境:- 操作系统:Windows 10- 编译器:gcc2.实验过程:(1)首先,设计一组测试数据,包括进程到达时间、需要的执行时间和优先级等参数。

(2)根据不同的调度算法编写相应的调度函数,实现对测试数据的调度操作。

(3)通过模拟实验,观察不同调度算法之间的区别,比较平均等待时间、完成时间和响应时间的差异。

(4)将实验过程和结果进行记录整理,撰写实验报告。

3.实验结果:这里列举了一组测试数据和不同调度算法的结果,以便对比分析:进程,到达时间,执行时间,优先------,----------,----------,-------P1,0,10,P2,1,1,P3,2,2,P4,3,1,P5,4,5,a.先来先服务(FCFS)算法:平均等待时间:3.8完成时间:15b.最短作业优先(SJF)算法:平均等待时间:1.6完成时间:11c. 优先级调度(Priority Scheduling)算法:平均等待时间:2.8完成时间:14d. 轮转法(Round Robin)算法:时间片大小:2平均等待时间:4.8完成时间:17e.多级反馈队列调度算法:第一级队列时间片大小:2第二级队列时间片大小:4平均等待时间:3.8完成时间:17四、实验总结通过上述的实验结果可以得出以下结论:1.在上述测试数据中,最短作业优先(SJF)算法的平均等待时间最短,说明该算法在短作业的情况下能够有效地减少等待时间。

先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法

先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法

先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法实验一先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法一需求分析【实验目的】通过这次实验,加深对进程概念的理解,进一步掌握进程状态的转变、进程调度的策略及对系统性能的评价方法。

【实验内容】问题描述:设计程序模拟进程的先来先服务FCFS和短作业优先SJF调度过程。

假设有n个进程分别在T, … ,T时刻到达系统,它们需要的服1n务时间分别为S, … ,S。

分别采用先来先服务FCFS和短作业优先SJF1n进程调度算法进行调度,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。

程序需求: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和短作业优先SJF分别调度进程运行,计算每个进程的完成时间,周转时间和带权周转时间,并且计算所有进程的平均周转时间和带权平均周转时间,4,输出:输出计算出来的每个进程的完成时间,周转时间、带权周转时间、所有进程的平均周转时间以及带权平均周转时间。

5,测试数据:0 1 2 3 4 到达时间4 35 2 4 服务时间4 7 12 14 18 完成时间4 6 10 11 14 9 周转时间1 2 2 5.5 3.5 2.8 带权周转时间4 9 18 6 13 完成时间4 8 16 3 9 8 周转时间1 2.67 3.1 1.5 2.25 2.1 带权周转时间二概要设计1)程序中进程调度时间变量描述如下: const int MaxNum=100;//定义进程的最大总数 double ArrivalTime[MaxNum];到达时间double ServiceTime[MaxNum]; 服务时间 double FinishTime[MaxNum]; 完成时间double WholeTime[MaxNum]; 周转时间 double WeightWholeTime[MaxNum];带权周转时间 double AverageWT_FCFS; 定义FCFS平均周转时间 double AverageWWT_FCFS; 定义FCFS平均带权周转时间 double AverageWT_SJF; 定义SJF平均周转时间 double AverageWWT_SJF; 定义SJF平均带权周转时间2)进程调度的实现过程如下:, 变量初始化,, 接收用户输入n,T, … ,T,S, … ,S, 1n1n, 按照算法进行进程调度,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。

操作系统实验报告——调度算法

操作系统实验报告——调度算法

操作系统实验报告——调度算法1. 实验目的本实验旨在探究操作系统中常用的调度算法,通过编写代码模拟不同的调度算法,了解它们的特点和应用场景。

2. 实验环境本次实验使用的操作系统环境为Linux,并采用C语言进行编码。

3. 实验内容3.1 调度算法1:先来先服务(FCFS)FCFS调度算法是一种简单且常见的调度算法。

该算法按照进程到达的先后顺序进行调度。

在本实验中,我们使用C语言编写代码模拟FCFS算法的调度过程,并记录每个进程的等待时间、周转时间和响应时间。

3.2 调度算法2:最短作业优先(SJF)SJF调度算法是一种非抢占式的调度算法,根据进程的执行时间来选择下一个要执行的进程。

在本实验中,我们使用C语言编写代码模拟SJF算法的调度过程,并计算每个进程的等待时间、周转时间和响应时间。

3.3 调度算法3:轮转调度(Round Robin)Round Robin调度算法是一种经典的时间片轮转算法,每个进程在给定的时间片内依次执行一定数量的时间。

如果进程的执行时间超过时间片,进程将被暂时挂起,等待下一次轮转。

在本实验中,我们使用C语言编写代码模拟Round Robin算法的调度过程,并计算每个进程的等待时间、周转时间和响应时间。

4. 实验结果分析通过对不同调度算法的模拟实验结果进行分析,可以得出以下结论:- FCFS算法适用于任务到达的先后顺序不重要的场景,但对于执行时间较长的进程可能会导致下一个进程需要等待较久。

- SJF算法适用于任务的执行时间差异较大的场景,能够提高整体执行效率。

- Round Robin算法适用于时间片相对较小的情况,能够公平地为每个进程提供执行时间。

5. 实验总结本次实验通过模拟不同调度算法的实际执行过程,深入了解了各种调度算法的原理、特点和适用场景。

通过对实验结果的分析,我们可以更好地选择合适的调度算法来满足实际应用的需求。

在后续的学习中,我们将进一步探索更多操作系统相关的实验和算法。

操作系统实验_先来先服务的调度算法及短作业优先

操作系统实验_先来先服务的调度算法及短作业优先

操作系统实验_先来先服务的调度算法及短作业优先1.引言操作系统的调度算法是指在多进程环境中,操作系统为进程分配CPU 的顺序和策略。

先来先服务(FCFS)调度算法是最简单的调度算法之一,它按照进程到达的顺序为其分配CPU。

而短作业优先(SJF)调度算法是根据进程的执行时间来为其分配CPU,执行时间越短的进程越先执行。

本文将分别介绍FCFS调度算法和SJF调度算法,并对其进行评价和比较。

2.先来先服务(FCFS)调度算法2.1调度原理FCFS调度算法的原理非常简单,按照进程到达的顺序为其分配CPU。

当一个进程进入就绪队列后,如果CPU空闲,则立即为其分配CPU。

如果CPU正忙,则进程进入等待队列,等待CPU空闲后再分配。

在该算法中,进程的运行时间不考虑,只考虑进程到达的时间。

2.2优点与缺点FCFS调度算法的主要优点是实现简单,无需对进程的运行时间进行估计。

但FCFS算法存在一定的缺点。

首先,长作业在短作业前面等待的时间较长,可能导致长作业的响应时间过长。

其次,如果有一个进程出现阻塞或响应时间过长,其后面的进程也会受到影响,造成整个系统的性能下降。

3.短作业优先(SJF)调度算法3.1调度原理短作业优先(SJF)调度算法是根据进程的执行时间来为其分配CPU。

当一个进程进入就绪队列后,如果其执行时间比当前正在运行的进程短,则优先为该进程分配CPU。

如果当前没有运行的进程或者当前运行的进程执行完毕,则立即为该进程分配CPU。

在该算法中,进程的到达时间不考虑,只考虑进程的执行时间。

3.2优点与缺点SJF调度算法的主要优点是可以最大程度地减少平均等待时间,提高系统的吞吐量。

短作业可以快速执行完毕,从而让更多的作业得以执行。

但SJF算法存在一定的缺点。

首先,需要对进程的执行时间有一个准确的估计,对于实时系统或动态系统来说,估计执行时间可能会有一定的误差。

其次,在长作业激增的情况下,短作业可能会一直得不到CPU的分配,造成长时间的等待。

先来先服务调度和最短作业优先调度算法实验报告

先来先服务调度和最短作业优先调度算法实验报告

先来先服务调度和最短作业优先调度算法实验报告实验报告一、实验目的本实验旨在通过编写代码实现先来先服务调度算法和最短作业优先调度算法,以深入理解和掌握这两种调度算法的原理和实现方法。

二、实验方法和原理1.先来先服务调度算法(FCFS)2.最短作业优先调度算法(SJF)最短作业优先调度算法是根据作业所需的运行时间进行调度的。

当一个作业到达并获得CPU后,系统会选择剩余运行时间最短的作业进行处理,这样可以最大化地提高系统的吞吐量。

三、实验过程与结果1.先来先服务调度算法的实现我们先定义一个作业类Job,其中包含作业名称、到达时间和运行时间等属性。

首先根据到达时间对作业队列进行排序,然后按照顺序执行作业,记录每个作业的开始时间、结束时间和周转时间等指标。

下面是先来先服务调度算法的代码实现部分:```pythonclass Job: = namedef fcfs_scheduler(jobs):for job in sorted_jobs:#创建作业队列jobs =Job("Job1", 0, 3),Job("Job2", 1, 4),Job("Job3", 2, 2),Job("Job4", 4, 1)#调度作业fcfs_scheduler(jobs)#输出结果for job in jobs:```运行以上代码,会得到作业的开始时间、结束时间和周转时间等信息。

2.最短作业优先调度算法的实现最短作业优先调度算法需要知道每个作业的运行时间,而这个信息在实际情况中是未知的。

因此,我们可以先按到达时间对作业队列进行排序,然后在每个时间片中选择剩余运行时间最短的作业进行执行。

下面是最短作业优先调度算法的代码实现部分:```pythondef sjf_scheduler(jobs):while True:if not remaining_jobs:break#创建作业队列jobs =Job("Job1", 0, 3),Job("Job2", 1, 4),Job("Job3", 2, 2),Job("Job4", 4, 1)#调度作业sjf_scheduler(jobs)#输出结果for job in jobs:```运行以上代码,会得到相应的作业调度结果。

先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法

先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法

先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法1、实验目的通过这次实验,加深对进程概念的理解,进一步掌握进程状态的转变、进程调度的策略及对系统性能的评价方法。

2、需求分析(1) 输入的形式和输入值的范围输入值:进程个数Num 范围:0<Num<=100依次输入Num个进程的到达时刻范围:依次输入Num个进程的服务时刻范围:输入要使用的算法(1-FCFS,2-SJF)范围:1或者2(2) 输出的形式(X表示变量)时刻X:进程X开始运行。

其完成时刻:X 周转时刻:X 带权周转时刻:X…(省略(Num-1)个)平均周转时刻:X平均带权周转时刻:X(3) 程序所能达到的功能输入进程个数Num,每个进程到达时刻ArrivalTime[i],服务时刻ServiceTime[i]。

采纳先来先服务FCFS或者短作业优先SJF进程调度算法进行调度,计算每个进程的完成时刻、周转时刻和带权周转时刻,同时统计Num个进程的平均周转时刻和平均带权周转时刻。

3、概要设计讲明本程序中用到的所有抽象数据类型的定义、主程序的流程以及各程序模块之间的层次(调用)关系。

4、详细设计5、调试分析(1)调试过程中遇到的问题以及解决方法,设计与实现的回忆讨论和分析○1开始的时候没有推断进程是否到达,导致短进程优先算法运行结果错误,后来加上了推断语句后就解决了改问题。

○2差不多完成的设计所要实现的功能,总的来讲,FCFS编写容易,SJF需要先找到差不多到达的进程,再从差不多到达的进程里找到进程服务时刻最短的进程,再进行计算。

(2)算法的改进设想改进:即使用户输入的进程到达时刻没有先后顺序也能准确的计算出结果。

(确实是再加个循环,推断各个进程的到达时刻先后,组成一个有序的序列)(3)经验和体会通过本次实验,深入理解了先来先服务和短进程优先进程调度算法的思想,培养了自己的动手能力,通过实践加深了经历。

6、用户使用讲明(1)输入进程个数Num(2)依次输入Num个进程的到达时刻(3)依次输入Num个进程的服务时刻(4)选择要使用的算法7、测试结果正确一(FCFS):正确一(SJF):正确二(FCFS):正确二(SJF):错误(进程个数错误):错误(选择算法错误):8、附录//***************************************************** **************//** 进程调度算法 BY:09软件工程二班李群**//***************************************************** **************#include<iostream>#include<iomanip>using namespace std;static const int Max=100;int ArrivalTime[Max];//到达时刻int ServiceTime[Max];//服务时刻int FinishTime[Max];//完成时刻int WholeTime[Max];//周转时刻double WeightWholeTime[Max];//帯权周庄时刻double AverageWT_FCFS,AverageWT_SJF; //平均周转时刻double AverageWWT_FCFS,AverageWWT_SJF;//平均帯权周转时刻int ServiceTime_SJF[Max];//在SJF算法中使用到int Num=0;int NowTime=0;//记录当前时刻double SumWT=0,SumWWT=0;//SumWT用来计算总的周转时刻,SumWWT用来计算总的帯权周转时刻int i;int choice;//记录选择//***************************************************** *************// 先到先服务算法//***************************************************** *************void FCFS()//找最早到达的。

FCFS与SJF算法实验报告

FCFS与SJF算法实验报告

先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法学生姓名:学生学号:专业班级:指导老师:2013年6月20日1、实验目的:通过这次实验,加深对进程概念的理解,进一步掌握进程状态的转变、进程调度的策略及对系统性能的评价方法。

2、问题描述:假设有n个进程分别在T1, … ,T n时刻到达系统,它们需要的服务时间分别为S1, … ,S n。

分别采用先来先服务FCFS和短作业优先SJF 进程调度算法进行调度,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。

3、需求分析(1) 输入的形式和输入值的范围输入值:进程个数Num 范围:0<Num<=100 依次输入Num个进程的到达时间范围:依次输入Num个进程的服务时间范围:输入要使用的算法范围:1或者2 (2) 输出的形式(X表示变量)时刻X:进程X开始运行。

其完成时间:X周转时间:X带权周转时间:X…(省略(Num-1)个)平均周转时间:X平均带权周转时间:X(3) 程序所能达到的功能输入进程个数Num,每个进程到达时间ArrivalTime[i],服务时间ServiceTime[i]。

采用先来先服务FCFS或者短作业优先SJF进程调度算法进行调度,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Num个进程的平均周转时间和平均带权周转时间。

4、概要设计(1)程序中进程调度时间变量描述如下:(2)程序流程➢变量初始化;➢接收用户输入n,T1, … ,T n,S1, … ,S n;算法选择1-FCFS,2-SJF;➢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。

5、详细设计先来先服务算法://******************************************************************// 先到先服务算法//******************************************************************void FCFS() //找最早到达的。

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  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
int Order; //优先标记
}list;
(2)先来先服务算法函数
void fcfs(list *p,int count) //先来先服务算法
{
list temp; //临时结构体变量
int i;
int j;
for(i = 1;i < count;i++) //按到达时刻直接插入排序
{
temp = p[i];
题目先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法
姓名:
学号:
专业:
学院:
指导教师:林若宁
二零一八年十一月
一、实验目的
模拟单处理器系统的进程调度,分别采用短作业优先和先来先服务的进程调度算法作为进程设计算法,以加深对进程的概念及进程调度算法的理解.
二、实验内容
1.短作业优先调度算法原理
短作业优先调度算法,是指对短作业或断进程优先调度的算法。它们可以分别可以用于作业调度和进程调度。短作业优先调度算法,是从后备队列中选择一个或若干个运行时间最短的作业,将它们调入内存运行。短进程优先调度算法,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。
p[i].Tur_time = p[i].Fin_time - p[i].Arr_time; //周转=完成-到达
p[i].WTur_time = p[i].Tur_time / p[i].Fun_time; //带权周转=周转/运行
}
return;
}
(3)最短作业优先函数
void sjf(list *p,int count) //最短作业优先算法(sjf)
{
p[j+1] = p[j];
--j;
}
p[j+1] = item;
}
return;
}
四、实验结果
测试数据:
进程名
到达时间
运行时间
A
0
4
B
1
3
C
2
}
else
{
p[i].Start_time = p[i-1].Fin_time; //开始时刻==前一个作业的完成时刻
}
p[i].Wait_time = p[i].Start_time - p[i].Arr_time; //等待==开始-到达
p[i].Fin_time = p[i].Start_time + p[i].Fun_time; //完成==开始+运行
p[k].WTur_time = p[k].Tur_time / p[k].Fun_time;
min = 100;
temp = p[k].Fin_time; //后一个作业的开始时刻是前一个作业的完成时刻
for(j = 0;j < count;j++)
{
if(p[j].Order != 0 || temp - p[j].Arr_time <= 0) //跳过不满足条件的(已设置优先级的和到达时刻要晚于前一个作业的完成时刻的)
j = i-1;
while(temp.Arr_time < p[j].Arr_time && j >= 0)
{
p[j+1] = p[j];
--j;
}
p[j+1] = temp;
}
for(i = 0;i < count;i++) //循环计算各个作业的时间值
{
if(i == 0)
{
p[i].Start_time = p[i].Arr_time;
三、程序设计
1.概要设计
程序包括主函数、FCFS算法函数、SJF算法函数、输出函数;主函数流程:输入文件中的数据—显示各进程数据—选择算法—调用相应算法的函数—输出结果
2.算法流程
SJF算法流程图:
3.详细设计
(1)定义一个结构体
typedef struct PCB
{
char job_id[10]; //作业ID
2.先来先服务调度算法原理
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。
p[k].Start_time = temp;
p[k].Wait_time = temp - p[k].Arr_time; //计算各个时间
p[k].Fin_time = temp + p[k].Fun_time;
p[k].Tur_time = p[k].Fin_time - p[k].Arr_time;
for(i = 0;i < count;i++)
{
if(temp > p[i].Arr_time)
{
temp = p[i].Arr_time; //保存最先到达的作业的时刻
k = i; //最先到达的作业的下标,默认为p[0]
}
}
for(i = 0;i < count;i++)
{
p[k].Order = ++flag; //设置优先级为1,最高优先级
continue;
if(min > p[j].Fun_time)
{
min = p[j].Fun_time;
k = j; //求出满足条件源自短运行时间的作业的下标}}
}
for(i = 1;i < count;i++) //按优先级排序
{
item = p[i];
j = i-1;
while(item.Order < p[j].Order && j >= 0)
float Arr_time; //到达时刻
float Fun_time; //估计运行时间
float Wait_time; //等待时间
float Start_time; //开始时刻
float Fin_time; //完成时刻
float Tur_time; //周转时间
float WTur_time; //带权周转时间
{
list item; //结构体变量
int i = 0;
int j = 0;
int k = 0; //最短运行时间作业的下标
int flag = 0; //优先级设置
float min = 0; //最短运行时间
float temp; //开始的时刻
temp = p[0].Arr_time;
//先求出最先到达作业的时刻
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