操作系统作业调度算法

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用于作业调度的算法

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。

操作系统作业调度算法实验

操作系统作业调度算法实验

操作系统作业调度算法实验
操作系统作业调度算法实验可以让你更深入地理解作业调度的概念和方法,以下是实验的基本步骤和内容:
一、实验目的
掌握作业调度的基本概念和算法原理。

理解不同作业调度算法的特点和优缺点。

通过实验验证作业调度算法的正确性和性能。

二、实验内容
实验准备:准备一台计算机或模拟器,安装操作系统,并准备好实验所需的作业。

实验步骤:
(1)编写作业描述文件,包括作业的名称、到达时间、所需资源等信息。

(2)实现先来先服务(FCFS)、最短作业优先(SJF)、最高响应比优先(HRN)等作业调度算法,并编写相应的调度程序。

(3)将作业按照一定的顺序输入到调度程序中,并记录每个作业的执行时间、等待时间等参数。

(4)根据记录的数据计算平均周转时间、平均带权周转时间等指标,分析不同调度算法的性能差异。

(5)根据实验结果,分析不同调度算法的优缺点,并给出改进建议。

实验报告:整理实验数据和结果,撰写实验报告,包括实验目的、实验内容、实验步骤、实验结果、分析和结论等部分。

三、实验注意事项
在实验过程中,要注意保证作业的公平性,避免某些作业一直得不到执行的情况发生。

在实验过程中,要注意观察和记录每个作业的执行时间和等待时间等参数,以便后续的分析和比较。

在实验过程中,要注意保证系统的稳定性和可靠性,避免出现意外情况导致实验结果不准确。

在实验过程中,要注意遵守实验室规定和操作规程,确保实验过程的安全和顺利进行。

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

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

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。

操作系统四种调度算法

操作系统四种调度算法

操作系统四种调度算法操作系统对进程的调度一般上有四种常见的算法。

下面由店铺为大家整理了操作系统的四种调度算法的相关知识,希望对大家有帮助!操作系统四重调度算法之一、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。

操作系统四重调度算法之二、短作业(进程)优先调度算法短作业(进程)优先调度算法SJ(P)F,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。

操作系统四重调度算法之三、高优先权优先调度算法1.优先权调度算法的类型为了照顾紧迫型作业,使之在进入系统后便获得优先处理,引入了最高优先权优先(FPF)调度算法。

此算法常被用于批处理系统中,作为作业调度算法,也作为多种操作系统中的进程调度算法,还可用于实时系统中。

当把该算法用于作业调度时,系统将从后备队列中选择若干个优先权最高的作业装入内存。

当用于进程调度时,该算法是把处理机分配给就绪队列中优先权最高的进程,这时,又可进一步把该算法分成如下两种。

1) 非抢占式优先权算法在这种方式下,系统一旦把处理机分配给就绪队列中优先权最高的进程后,该进程便一直执行下去,直至完成;或因发生某事件使该进程放弃处理机时,系统方可再将处理机重新分配给另一优先权最高的进程。

操作系统常用调度算法

操作系统常用调度算法

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。

几种操作系统调度算法

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。

操作系统短作业优先调度算法

操作系统短作业优先调度算法

操作系统短作业优先调度算法操作系统的短作业优先调度算法(Shortest Job First Scheduling,简称SJF)是一种用于进程调度的算法。

它的优势在于能够最小化平均等待时间,并且适用于批处理系统。

在本文中,我们将对SJF算法进行详细解释,并讨论其优缺点以及适用场景。

SJF算法的基本思想是优先选择估计完成时间最短的任务进行调度。

在该算法中,每个进程都与一个估计运行时间相关联,估计时间越短的进程将被优先调度执行。

通常情况下,进程的估计运行时间由之前的执行时间或者进程已经消耗的CPU周期数量来确定。

SJF算法可以分为两种类型:非抢占式和抢占式。

在非抢占式SJF中,一旦进程开始执行,它将一直运行直到完成。

而在抢占式SJF中,如果一个新进程的估计时间更短,则当前正在执行的进程将被暂停,并且将被新进程替换。

具体来说,SJF算法的执行步骤如下:1.从就绪队列中选择估计运行时间最短的进程。

2.若操作系统支持抢占式调度,则如果有一个新进程的估计时间更短,那么当前正在执行的进程将被抢占。

3.执行选定的进程,并更新进程的状态和估计运行时间。

4.如果进程未完成,则将其放回就绪队列,并重复第1步。

5.如果所有进程都已完成,则算法结束。

SJF调度算法的优点在于能够最小化平均等待时间,因为估计时间最短的进程将会先执行,而不会被长时间的进程阻塞。

这使得系统能够更高效地利用CPU资源,提高运行效率。

然而,SJF算法也有一些缺点。

首先,它要求对进程的估计运行时间有准确的预测,但在实际情况中,很难准确预测每个进程的运行时间。

其次,SJF算法对于长时间的进程可能会产生不公平现象,因为这些进程可能需要等待很长时间才能得到执行。

此外,SJF算法还有一些适用场景。

它特别适合用于批处理系统或长时间运行的作业,其中有多个进程需要按照最短运行时间进行调度。

这样可以确保任务能够快速完成并提高整体系统效率。

综上所述,SJF算法是一种用于进程调度的短作业优先调度算法。

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操作系统上机测试作业调度算法算法一、实验目的和要求(供参考)1.掌握作业调度功能和调度程序常用算法。

2.掌握利用C语言设计实现不同调度策略的作业调度算法。

3.验证不同作业调度算法对性能的影响。

二、实验环境(供参考)1.知识准备:学过进程管理、作业管理、处理机调度等章节的内容。

2.开发环境与工具:硬件平台——个人计算机。

软件平台——C语言开发环境。

三、实验内容用“先来先服务(FCFS)”算法和“最短作业优先(SJF)”算法模拟作业调度。

要求:按作业的到达顺序输入各作业需要的运行时间,按算法调度输出平均周转时间。

例如(FCFS),输入:8(到达时间0),5(到达时间2),7(到达时间3),1(到达时间6)J1 J2 J3 J40 8 13 20 21输出:aver=(8+(13-2)+(20-3)+(21-6))/4=51/4例如(SJF),输入:8(到达时间0),5(到达时间2),7(到达时间3),1(到达时间6)J1 J4 J2 J30 8 9 14 21输出:aver=(8+(9-6)+(14-2)+(21-3))/4=42/4注:输入的格式任意,只要输出平均周转时间即可。

四、代码(带注释)1、先来先服务实验结果(截图呈现)代码:#include <iostream>using namespace std;class Fcfs{private:int num[10]; //作业编号double arriveTime[10]; //到达时间double startTime[10]; //开始时间,进内存时间double workTime[10]; //工作时间double finishTime[10]; //完成时间double cirTime[10]; //存放每一个作业的周转时间//double freeTime[10]; //上一个作业已结束,但下一个作业还未到,存放这一段空闲时间public:Fcfs(int n) //n为作业数目{cout<<"默认第一个作业的到达时间为0。

"<<endl;for(int i=0;i<n;i++){num[i]=i+1; //给作业编号cout<<"第"<<num[i]<<"个作业:"<<endl;cout<<"请输入该作业的到达时间:";cin>>arriveTime[i];if(i==0)arriveTime[i]=0; //默认第一个作业的到达时间为0cout<<"请输入该作业的执行时间:";cin>>workTime[i];if(i==0){startTime[i]=0;finishTime[i]=workTime[i];//freeTime[i]=0;}else if(arriveTime[i]<=finishTime[i-1]) //如果后一个作业已到,而前一个作业未结束{startTime[i]=finishTime[i-1]; //则后一个作业的开始时间为上一个作业的结束时间finishTime[i]=startTime[i]+workTime[i];//freeTime[i]=0; //前一个一结束就开始工作,没有空闲时间}else if(arriveTime[i]>finishTime[i-1]){//freeTime[i]=arriveTime[i]-finishTime[i-1];//计算空闲时间,前一个作业已完成,但后一个作业还没到,中间空闲时间startTime[i]=arriveTime[i]; //由于来的时候前一个作业已完成,则该作业的开始时间即为它的到达时间finishTime[i]=startTime[i]+workTime[i];}cirTime[i]=finishTime[i]-arriveTime[i];}}//计算平均周转时间double getAverageCir(int n) //n为作业数{double averageCir,sumCir=0;for(int i=0;i<n;i++)sumCir+=cirTime[i];averageCir=sumCir/n;return averageCir;}//打印输出void print(int n) //n为作业数{cout<<"num\t"<<"arrive\t"<<"start\t"<<"work\t"<<"finish\t"<<"cir\t"<<endl;for(int i=0;i<n;i++){cout<<num[i]<<"\t"<<arriveTime[i]<<"\t"<<startTime[i]<<"\t"<<workTime[i]<<"\t"<<finish Time[i]<<"\t"<<cirTime[i]<<"\t"<<endl;}cout<<endl;cout<<"平均周转时间:"<<getAverageCir(n)<<endl;}};int main(){int n; //n为作业数目cout<<"请输入作业数目:";cin>>n;Fcfs f=Fcfs(n);f.print(n);return 0;}2.短作业优先代码:#include <iostream>using namespace std;class SJF{private:int num[10]; //作业编号double arriveTime[10]; //到达时间double startTime[10]; //开始时间,进内存时间double workTime[10]; //工作时间double finishTime[10]; //完成时间double cirTime[10]; //存放每一个作业的周转时间public:SJF(int n) //n为作业数目{int i;cout<<"默认第一个作业的到达时间为0。

"<<endl;for(i=0;i<n;i++){num[i]=i+1; //给作业编号cout<<"第"<<num[i]<<"个作业:"<<endl;cout<<"请输入该作业的到达时间:";cin>>arriveTime[i];if(i==0)arriveTime[i]=0; //默认第一个作业的到达时间为0cout<<"请输入该作业的执行时间:";cin>>workTime[i];if(i==0){startTime[i]=0;finishTime[i]=workTime[i];cirTime[i]=finishTime[i]-arriveTime[i];}else //排序{for(int j=1;j<i;j++) //i=当前作业数目-1,这里不能用num[i]表示当前作业数起泡排序法{for(int k=1;k<=i-j;k++)if(workTime[k]>workTime[k+1]){double temp;temp=num[k];num[k]=num[k+1];num[k+1]=temp;temp=arriveTime[k];arriveTime[k]=arriveTime[k+1];arriveTime[k+1]=temp;temp=workTime[k];workTime[k]=workTime[k+1];workTime[k+1]=temp;}}}}for(i=1;i<n;i++) //排序后计算各作业的开始、结束、周转时间{startTime[i]=finishTime[i-1];finishTime[i]=startTime[i]+workTime[i];cirTime[i]=finishTime[i]-arriveTime[i];}}//计算平均周转时间double getAverageCir(int n) //n为作业数{double averageCir,sumCir=0;for(int i=0;i<n;i++)sumCir+=cirTime[i];averageCir=sumCir/n;return averageCir;}//打印输出void print(int n) //n为作业数{cout<<"num\t"<<"arrive\t"<<"start\t"<<"work\t"<<"finish\t"<<"cir\t"<<endl;for(int i=0;i<n;i++){cout<<num[i]<<"\t"<<arriveTime[i]<<"\t"<<startTime[i]<<"\t"<<workTime[i]<<"\t"<<finish Time[i]<<"\t"<<cirTime[i]<<"\t"<<endl;}cout<<endl;cout<<"平均周转时间:"<<getAverageCir(n)<<endl;}};int main(){cout<<"-----短作业优先-----"<<endl;int n; //n为作业数目cout<<"请输入作业数目:";cin>>n;SJF f=SJF(n);f.print(n);return 0;}。

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