优先级调度算法
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。
生活中有哪些静态优先级调度算法的例子
生活中有哪些静态优先级调度算法的例子总结：这里主要介绍了多任务操作系统系统中的任务调度及其算法，比较了Linux系统和UCOS系统中的linux上下文切换，具体实现可以参考Linux内核ucos ii源代码和UCOSucos ii源代码。
摘要：本文从实时操作系统的调度功能入手,简单介绍了实时磁盘调度算法的分类和种类,并主要讨论动静态优先级调度算法的特点和实现。
接下来本文介绍了两类动态优先级调度算法：截止时间优先调度算法和最短空闲时间优先调度算法的定义及实现方式。
然后将静态优先级调度算法调度与动态调度进行比较,突出动静态优先级调度算法的特点,同时指出其可能导致死锁有四种情况的优先级反转、死锁等不良后果。
然后具体介绍了优先级反转的定义以及解决该问题的两种方案：采用优先级继承在这些情况中，主要由于系统调用或中断而进入内核态，或者当前进程本来在内核态时，返回用户态时发生的。
在抢占式内核中，利用中断来实现上下文切换是一个非常理想的机制。
中断发生时，中断会强制CPU把控制权交给操作系统，也就相当于一次上下文切换。
这样不仅可以减少程序出错的后果，而且提高切换的效率。
UCOS就是利用中断机制进行上下文切换的典型例子。
在UCOS中，如果调度程序决定任务需要切换，就会调用上下文切换OS_TASK_SW()进行实际的上下文切换。
OS_TASK_SW()是宏调用，含有微处理器的软中断指令，利用此中断来实现任务之间的上下文切换。
所以OS_TASK_SW()是一个体系结构相关的宏，对于不同的硬件体系机构，有不同的实现方式，这也是UCOS在不同硬件体系结构中移植的一个要点。
在多任务系统中，进程(任务)的调度主要包括以下一些方面：在多任务系统中，都会提供一个系统函数来进行进程(任务)间切换，综合来说，他们有两种进程(任务)切换方式：在UCos中，通过调用OSSched()来完成。
在UCOS中，所有的任务有不同的优先级，不会出现同一优先级上有多个任务的情况，而且也没有系统调用的概念，所以任务调度的延迟调用只能出现在中断处理完成返回时，在OSIntExt()函数中，检查是否有高优先级的任务就绪，如果有高优先级的任务就绪，进行任务切换。
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。
短作业优先调度算法例题详解
短作业优先调度算法例题详解短作业优先调度算法例题详解什么是短作业优先调度算法？短作业优先调度算法是一种常见的进程调度算法，它的主要思想是优先调度执行当前剩余运行时间最短的作业。
在这种算法下，长时间作业的响应时间会相对较长，但是短时间作业的响应时间会更短。
算法原理短作业优先调度算法的原理是按照作业的执行时间来进行调度，优先选择执行时间较短的作业。
当一个作业到达时，操作系统会检查作业的执行时间，并将其与已有作业的执行时间进行比较，选择执行时间最短的作业进行调度。
算法实现以下是一个简单的短作业优先调度算法的例子：1.输入作业的数量和每个作业的执行时间。
2.按照作业的执行时间对作业进行排序，从执行时间最短的作业开始执行。
3.执行作业直到所有作业执行完毕。
例题解析假设有三个作业需要执行，它们的执行时间分别为5、2和8。
使用短作业优先调度算法对这些作业进行调度。
1.首先，按照作业的执行时间对作业进行排序，排序后的顺序为2、5和8。
2.执行时间最短的作业是2，因此首先执行该作业，剩下的两个作业的执行时间分别为5和8。
3.接下来，执行时间较短的作业是5，执行该作业后，剩下的作业的执行时间为8。
4.最后，执行剩下的唯一一个作业，执行时间为8。
根据以上步骤，最终的作业执行顺序为2、5和8。
优缺点分析短作业优先调度算法的优点是能够最大程度地缩短短时间作业的响应时间，提高系统的吞吐量。
然而，这种算法容易造成长时间作业的等待时间过长，可能会导致长时间作业的执行效率较低。
总结短作业优先调度算法是一种常见的进程调度算法，其核心原理是选择执行时间最短的作业进行调度。
通过对作业的排序和执行，可以最大程度地减少短时间作业的响应时间。
然而，这种算法也存在一些问题，如可能会导致长时间作业的等待时间过长。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的调度算法。
算法的应用场景短作业优先调度算法适用于作业的执行时间差异较大的情况。
在这种情况下，短时间作业可以迅速得到执行，提高系统的响应速度。
单片机中的任务调度算法
单片机中的任务调度算法任务调度是指在一个系统中，根据任务的优先级和执行条件，按照一定的策略来分配和安排任务的执行顺序。
在单片机系统中，任务调度算法是实现多任务并发执行的关键技术之一。
本文将介绍单片机中常用的任务调度算法及其原理。
一、任务调度算法的概述任务调度算法是指根据任务的优先级和执行条件，在多任务系统中进行任务执行顺序的安排的策略。
在单片机系统中，由于资源有限，任务调度算法需要合理地安排任务执行顺序，以充分利用系统资源，提高系统的响应速度和效率。
二、常用的任务调度算法1. 优先级调度算法优先级调度算法是最常用的任务调度算法之一。
该算法根据任务的优先级来确定任务的执行顺序。
优先级高的任务将优先被执行，而优先级低的任务将被推迟执行。
这种算法简单易实现，适用于任务优先级固定且相对固定的场景。
2. 循环调度算法循环调度算法是一种较为简单和公平的任务调度算法。
该算法将任务按照一定的顺序排序，并循环遍历执行这些任务，保证每个任务都有机会执行。
循环调度算法适用于任务之间的优先级差异不大，需要保证任务都能得到执行的场景。
3. 时间片轮转调度算法时间片轮转调度算法是一种公平且高效的任务调度算法。
该算法为每个任务分配一个固定大小的时间片，任务在该时间片内执行完毕或者被中断后，按照顺序被放到队列的末尾，等待下次执行。
时间片轮转调度算法能够公平地分配系统资源，并且保证每个任务都有机会得到执行。
4. 最短剩余时间优先调度算法最短剩余时间优先调度算法是一种基于任务剩余执行时间的动态任务调度算法。
该算法在每个时间片开始时，根据任务的剩余执行时间排序，选择剩余时间最短的任务执行。
这种调度算法能够充分利用系统资源，提高系统的响应速度和效率。
三、任务调度算法的选择在选择任务调度算法时，需要根据具体的系统需求和资源限制进行综合考虑。
如果任务的优先级差异比较大，可以选择优先级调度算法。
如果任务之间的优先级差异不大，需要保证任务都能得到执行，可以选择循环调度算法。
计算机系统中的调度算法
计算机系统中的调度算法在计算机系统中，调度算法是指运行多个进程或线程时，为了充分利用 CPU 资源，将进程或线程按照一定的规则分配 CPU 时间的算法。
调度算法的作用是在多个进程或线程之间，进行公平分配、高效利用 CPU 资源的策略。
针对不同的应用场景和实际需求，计算机系统中常见的调度算法主要有以下几种。
1.先来先服务 (First-Come First-Serve, FCFS)FCFS 调度算法是最早出现的一种调度算法，其核心思想是按照先来先到的顺序分配 CPU 时间片。
也就是说，先到达的进程先被分配 CPU 时间，后到达的进程则需要等待已经在执行的进程释放 CPU。
FCFS 调度算法的实现简单易懂，但是存在效率低下、无法应对高优先级和短进程等问题。
当进程的执行时间较长且无法预测时，FCFS 调度算法容易导致进程等待时间过长，从而降低系统的整体性能。
2.最短作业优先 (Shortest Job First, SJF)SJF 调度算法是一种基于进程执行时间的优先级调度算法。
其核心思想是按照进程执行时间的大小来进行排序，将执行时间最短的进程优先分配 CPU 时间。
SJF 调度算法可以提高系统的整体效率，减少进程等待时间和响应时间。
但是在实际应用中，由于难以预测每个进程的执行时间，SJF 调度算法常常会导致长作业得不到充分执行的情况。
3.优先级调度算法 (Priority Scheduling)优先级调度算法是一种基于进程优先级来进行调度的算法。
在该算法中，每个进程都被赋予一个优先级值，优先级高的进程先被分配 CPU 时间片。
在优先级调度算法中，高优先级进程的执行效率更高，但是可能会导致低优先级进程饥饿现象。
为了避免这种情况的发生，通常采用轮转时间片算法，将 CPU时间分配给每个进程的时间固定，使得每个进程都能得到充分执行的机会。
4.多级反馈队列调度算法 (Multi-level Feedback Queue Scheduling)多级反馈队列调度算法是一种综合了时间片轮转、优先级和抢占等多种特性的调度算法，通常由多个队列组成。
举出生活中调度的例子说明其对应的调度算法汇总
短作业优先
例子：平时我们学习的时候也是倾向于把相对
于消耗时间较少的功课先温习完，再去处理其
他的功课
优先级调度算法（priority—scheduling
algorithm，PSA）
优先级调度算法基于作业的紧迫程度，由外部
优先级调度算法
赋予作业相应的优先级，根据优先级进行调度。 例子：考试周的时候，我们倾向于先复习日期
离得比较近的科目，完成后再去复习其他科目
分时系统中，最简单也是比较常用的是基于时
间片的轮转（round robin，RR)调度算法，该
算法采用了非常公平的处理机分配方式，即让
就绪队列上的每个进程每次仅运行一个时间片。
轮转调度算法
如果就绪队列上有n个进程，则每个进程每次大
约都可以获得1/n的处理机时间
举出生活中调度的例子， 说明其对应的调度算法
先来先服务（first-come first-served， FCFS）调度算法 在作业调度中采用该算法时，系统将按照
先来先服务
作业到达的先后次序来进行调度 很简单的调度算法，生活中饭堂排队打饭，
超市结账等等都是先来先服务模式
短作业优先（short job first，SJF）调度算法 在实际情况中，短作业（进程）占有很大比例， 为了能使他们能比长作业优先执行而产生了短 作业优先调度算法 特点：作业越短，优先级越高
（2）抢占式优先级调度算法
在执行期间出现另一个优先级更高的进程，调度程序就将处理机分配给新到的优 先级最高的进程。 例子：医院里原本正在接受治疗的轻伤病人，需要给临时受重伤需立即治疗的病 人让出位置
最早截止时间优先算法
最早截止时间优先算法
EDF（Earliest Deadline First)
响应比高者优先调度算法
响应比高者优先调度算法响应比高者优先调度算法（HRN，Highest Response Ratio Next scheduling algorithm）是一种基于进程响应比的调度算法。
该算法根据进程的响应比来确定进程的调度顺序，从而提高系统的性能。
在使用响应比高者优先调度算法时，每个进程都会被赋予一个响应比值，响应比值表示了一个进程等待时间与服务时间的比值。
响应比高者优先调度算法将进程的响应比作为判断进程调度顺序的主要依据，进程的响应比越高则其调度优先级也越高。
进程的响应比可以通过以下公式计算：响应比=（等待时间+服务时间）/服务时间使用响应比高者优先调度算法进行调度时，每次都选择响应比最高的进程进行调度。
当一个进程开始执行时，它的等待时间会递增，也就是响应比会随着时间的增加而增加。
这意味着等待时间较长的进程会得到更高的响应比，从而增加其被调度的机会。
相对于其他调度算法，响应比高者优先调度算法具有以下几个优点：1.公平性：响应比高者优先调度算法可以确保每个进程都能够被调度到，而不会因为一些进程一直占用CPU而导致其他进程一直无法得到执行。
2.响应时间短：由于选择响应比最高的进程进行调度，所以等待时间较长的进程会被优先调度，从而提高了整体系统的响应时间。
3.避免饥饿：在响应比高者优先调度算法中，等待时间较长的进程会得到较高的响应比，因此不会出现一些进程一直被优先调度而导致其他进程无法得到执行的情况。
然而，响应比高者优先调度算法也存在一些缺点：1.计算复杂：为了计算每个进程的响应比，需要获取每个进程的等待时间和服务时间，这增加了调度算法的复杂度。
2.响应比浮动：由于等待时间和服务时间的变化，进程的响应比也会发生变化。
这意味着在短时间内，一些进程的响应比可能会发生大的波动，从而影响调度结果。
响应比高者优先调度算法虽然具有一定的优点，但在实际应用中需要考虑系统的特点和需求，并结合其他调度算法进行选择。
因为不同的调度算法对于不同的系统环境和运行特点可能有不同的效果，需要综合考虑各种因素才能选择最合适的调度算法。
各类作业调度算法
各类作业调度算法作业调度是计算机系统中的重要问题，涉及到如何合理地分配和调度系统资源，以最大化系统的吞吐量和性能。
针对不同的应用场景和需求，有多种不同的作业调度算法。
本文将介绍几种常见的作业调度算法，包括先来先服务调度算法（FCFS）、最短作业优先调度算法（SJF）、优先级调度算法、轮转调度算法（RR）和最高响应比优先调度算法（HRRN）。
先来先服务调度算法（FCFS）是最简单的一种调度算法。
它按照作业的到达时间顺序为其分配资源，即先来的作业先执行，后来的作业后执行。
这种算法的优点是实现简单，公平性好，但是缺点也很明显，它无法考虑作业的执行时间，如果一个长作业在前面执行，可能会导致后面的短作业等待时间过长，从而影响整个系统的效率。
最短作业优先调度算法（SJF）是一种根据作业执行时间的长短来分配资源的算法。
它会选择剩余执行时间最短的作业来执行，从而最大程度上减少作业的等待时间。
这种算法可以很好地提高系统的性能，但是需要事先知道每个作业的执行时间，而且无法应对作业执行时间波动较大的情况。
优先级调度算法主要根据作业的优先级来决定资源的分配顺序。
每个作业都有一个对应的优先级，具有较高优先级的作业会被优先调度执行。
不同作业的优先级可以通过用户设置或者系统自动派发来确定。
这种算法可以灵活地应对不同的需求，但是需要合理设置优先级，否则可能导致资源被一直分配给优先级较高的作业，而忽略其他作业。
轮转调度算法（RR）是一种按照时间片轮流分配资源的算法。
每个作业都有一个固定的时间片，当一个作业的时间片用完后，就将资源分配给下一个作业。
这种算法可以平衡各个作业的等待时间，对于长作业和短作业都能有一定的公平性，但是如果时间片设置得过长，可能导致系统响应时间较长。
最高响应比优先调度算法（HRRN）是根据作业的响应比来决定资源分配顺序的算法。
响应比由作业的等待时间与执行时间之比计算得出，作业的响应比越高，代表其等待时间相对较长，应该优先进行资源分配。
设计一个按优先数调度算法实现处理器调度的程序改
设计一个按优先数调度算法实现处理器调度的程序改在设计一个基于优先数调度算法实现处理器调度的程序时，我们需要考虑以下几个方面：进程的创建与调度、进程的状态和属性、优先数的计算和更新、进程的切换和执行。
1.进程的创建与调度：-创建进程：根据用户需求或系统事件，创建新的进程。
可以为每个进程分配一个唯一的进程ID。
-进程调度：选择下一个要执行的进程，通过优先数来确定优先级最高的进程。
2.进程的状态和属性：-进程状态：每个进程可以处于就绪态、执行态或阻塞态。
就绪态表示进程已经被加载到内存中，可以随时运行；执行态表示进程正在执行；阻塞态表示进程因为等待一些事件而无法执行。
-进程属性：每个进程可能有一些属性，如进程优先级、进程类型等。
3.优先数的计算和更新：-优先数计算：根据一定的算法计算出每个进程的优先数，例如可以根据进程的类型、等待时间、进程优先级等。
-优先数更新：随着时间的推移，进程的优先数可能会发生变化，需要定期更新。
4.进程的切换和执行：-进程切换：当一个进程的执行时间片用完或者阻塞时，需要选择下一个要执行的进程。
优先数调度算法会选择优先级最高的进程作为下一个执行的进程。
-进程执行：为了模拟处理器的执行，可以将进程的执行时间限制在一个固定的时间片内，然后切换到下一个进程。
下面是一个基于优先数调度算法的处理器调度程序的代码示例：```pythonclass Process:def __init__(self, pid, priority):self.pid = pidself.priority = priorityself.state = "ready"def execute(self):print("Process", self.pid, "is executing.")def block(self):self.state = "blocked"def unblock(self):self.state = "ready"class Scheduler:def __init__(self):self.processes = []def add_process(self, process):self.processes.append(process)def remove_process(self, process):self.processes.remove(process)def calculate_priority(self, process):# calculate priority based on process attributesreturn process.prioritydef update_priorities(self):for process in self.processes:process.priority = self.calculate_priority(process)def schedule(self):self.update_prioritiessorted_processes = sorted(self.processes, key=lambda p: p.priority, reverse=True)next_process = sorted_processes[0]if next_process.state == "ready":next_process.executeelif next_process.state == "blocked":next_process.unblocknext_process.executeif __name__ == "__main__":scheduler = Scheduler# Create processesp1 = Process(1, 2)p2 = Process(2, 1)p3 = Process(3, 3)p4 = Process(4, 5)# Add processes to schedulerscheduler.add_process(p1)scheduler.add_process(p2)scheduler.add_process(p3)scheduler.add_process(p4)# Schedule processesscheduler.schedule```在上述代码示例中，我们创建了一个`Process`类来表示进程，并设置了进程的属性如进程ID、优先级和状态。
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优先级调度算法
优先级调度算法是一种计算机调度算法，用于确定在多个进程中哪些进程应该先执行，哪些进程后执行，以及哪些进程应该被放弃。
它是基于进程优先级的，比如一些能够提高系统性能的进程可能会被赋予更高的优先级，以便能够更快地执行。
优先级调度算法有多种形式。
其中一种是先来先服务（FCFS）调度算法，它是一种非抢占式的调度算法，它基于请求顺序，按照先来先服务的原则，将进程按照其发出请求的顺序依次执行。
另一种是短作业优先，它是一种抢占式的调度算法，它将运行时间最短的进程优先分配CPU，以最快地完成计算任务。
此外，优先级调度算法还可以根据进程的优先级等级来执行。
高优先级进程将优先于低优先级进程执行。
比如，假设某个进程的优先级是1，而另一个进程的优先级是2，那么第一个进程将优先于第二个进程执行。
此外，优先级调度算法还可以根据进程的时间片来执行。
比如，一个进程的时间片较短，那么它将优先于另一个进程执行，因为它可以更快地完成任务。
优先级调度算法是一种非常有用的调度算法，它可以有效地分配CPU资源，提高系统的性能。
它可以根据请求顺序、优先级等级和
时间片等不同的因素来执行，从而有效地完成计算任务。