短作业优先调度算法
时间片轮转、强占式短进程优先算法
学号：课程设计题目进程调度模拟设计——时间片轮转、强占式短进程优先算法学院计算机科学与技术学院专业班级姓名指导教师吴利军2013 年 1 月16 日课程设计任务书学生姓名：指导教师：吴利军工作单位：计算机科学与技术学院题目: 进程调度模拟设计——时间片轮转、强占式短进程优先算法初始条件：1．预备内容：阅读操作系统的处理机管理章节内容，对进程调度的功能以及进程调度算法有深入的理解。
2．实践准备：掌握一种计算机高级语言的使用。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1．模拟进程调度，能够处理以下的情形：⑴能够选择不同的调度算法（要求中给出的调度算法）；⑵能够输入进程的基本信息，如进程名、到达时间和运行时间等；⑶根据选择的调度算法显示进程调度队列；⑷根据选择的调度算法计算平均周转时间和平均带权周转时间。
2．设计报告内容应说明：⑴需求分析；⑵功能设计（数据结构及模块说明）；⑶开发平台及源程序的主要部分；⑷测试用例，运行结果与运行情况分析；⑸自我评价与总结：i）你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出色；ii）什么地方做得不太好，以后如何改正；iii）从本设计得到的收获（在编写，调试，执行过程中的经验和教训）；iv）完成本题是否有其他方法（如果有，简要说明该方法）；时间安排：设计安排一周：周1、周2：完成程序分析及设计。
周2、周3：完成程序调试及测试。
周4、周5：验收、撰写课程设计报告。
（注意事项：严禁抄袭，一旦发现，一律按0分记）指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日进程调度模拟设计时间片轮转、强占式短进程优先算法一、需求分析本次课程设计需要通过设计一个模拟进程调度的系统，来实现进程调度过程的模拟，对进程调度的功能以及进程调度的算法有更加深层次的理解。
时间片轮转法的基本思路是每个进程被分配一个时间段，称作它的时间片，即该进程允许运行的时间。
如果在时间片结束时进程还在运行，则CPU将被剥夺并分配给另一个进程。
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。
进程调度算法实验报告
计算机操作系统实验报告实验二进程调度算法一、实验名称：进程调度算法二、实验内容：编程实现如下算法：1.先来先服务算法；2.短进程优先算法；3.时间片轮转调度算法。
三、问题分析与设计：1.先来先服务调度算法先来先服务调度算法是一种最简单的调度算法，该算法既可以用于作业调度，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，将他们调入内存，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。
FCFS算法比较有利于长作业（进程），2.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（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再重新调度。
SJ(P)F调度算法能有效地降低作业（进程）的平均等待时间，提高系统吞吐量。
该算法对长作业不利，完全未考虑作业的紧迫程度。
3.时间片轮转算法在时间片轮转算法中，系统将所有的就绪进程按先来先服务的原则排成一个队列，每次调度时，把CPU分配给队首进程，并令其执行一个时间片。
当执行的时间片用完时，由一个计数器发出时钟中断请求，调度程序便据此信号来停止该进程的执行，并将它送往就绪队列的末尾；然后，再把处理机分配给就绪队列中新的队首进程，同时也让它执行一个时间片。
这样就可以保证就绪队列中的所有进程在一给定的时间内均能获得一时间片的处理机执行时间。
换言之，系统能在给定的时间内响应所有用户的请求。
嵌入式操作系统_第3章 处理机调度
短作业优先调度算法的特点
算法调度性能较好，
例如上例中，
先来先服务
短作业优先
平均周转时间
2.8
2.45
平均带权周转时间
5.25
3.85
但对长作业不利，未考虑作业的紧迫程度， 运行时间为估计。
调度算法
先来先服务调度算法 短作业（进程）优先调度算法 时间片轮转调度算法 优先权调度算法 最高响应比优先调度算法 多级队列调度算法
抢占方式
抢占方式：又称剥夺方式、可剥夺方式。这 种调度方式是指允许调度程序根据某种原则 去停止正在执行的进程，将已分配给该进程 的处理机重新分配给其他进程。
高级调度主要用于多道批处理系统中，在分 时和实时系统中不设高级调度。
2.中级调度
中级调度又称内存调度，其功能是将内存中 暂时不用的信息移到外存，以腾出空间给内 存中的进程使用，或将需要的信息从外存读 入内存。
引入中程调度的目的是提高内存利用率和系 统吞吐量。
中级调度的运行频率介于两者之间。
事 件 出 现
时间片完 就绪 队列 阻塞队列
进程调度
进程完成 CP U
等待事件
3.2.2 选择调度算法的准则
由于操作系统的类型及目标不同，因此选择 的调度算法也不同。
选择调度算法有以下准则：
面向系统的准则 面向用户的准则
面向用户的准则
周转时间短：指从作业提交到作业完成的时 间间隔。
微机不太重要。
周转时间
作业的周转时间是指从作业提交到作业完 成之间的时间间隔。
平均周转时间是指多个作业的周转时间的 平均值。ｎ个作业的平均周转时间：
T =（T1＋T2＋ … ＋Tn）／n（Ti为作业ｉ 的周转时间）
经典的调度算法
经典的调度算法经典的调度算法一直是计算机科学中的热门话题。
这些算法旨在有效地优化计算机操作的资源使用，从而使计算机更快、更有效地处理任务。
本文将对经典的调度算法进行详细介绍，阐述其实现方法和应用场景。
第一步：了解什么是调度算法在计算机科学中，调度算法指的是为了管理并优化多个任务的同时使用计算机资源而设计的算法。
这些算法旨在最大化计算机资源的利用率，同时尽可能地减轻CPU的负载。
它们可以帮助确保任务在合理的时间内得到快速且准确的处理。
第二步：介绍不同类型的调度算法现在，让我们了解一些最常见的调度算法类型。
1. 先来先服务调度算法（FIFO）：这是最简单的调度算法之一。
在这种算法中，所有任务都按照它们提交的顺序依次执行。
它们将等待已完成的操作完成后才能以相同的顺序运行。
2. 最短作业优先调度算法（SJF）：这种算法有助于优化作业的完成时间。
这个调度算法首先运行最短的作业，从而确保它们能够尽快完成。
这种算法通常在批处理任务中使用，它可以帮助确保任务可以在合理的时间内得到处理。
3. 时间片轮转调度算法：这种算法将CPU时间的使用权分配给每个任务一定的时间片。
在一个时间片结束后，CPU的使用权转移到另一个任务上。
这种算法可以确保所有的任务都有机会平均地使用计算机资源。
第三步：讨论不同调度算法的应用不同的调度算法在不同的场景下很有用。
例如：- 简单的FIFO算法通常在基于CPU资源的多媒体应用程序中使用，例如音频和视频播放器。
- SJF算法通常用于批量处理任务，例如后台文件处理或模拟。
- 时间片轮转算法则通常用于时分复用的系统中，例如多个用户同时登录的计算机系统。
总的来说，调度算法可以对计算机的性能和资源分配产生深远的影响。
在选择特定的算法时，需要考虑一系列因素，例如任务类型、系统负载和可用的资源。
通过了解各种调度算法，可以更轻松地选择最适合自己需求的算法，从而提高计算机系统的效率。
cdp作业调度
cdp作业调度（1）作业调度又称为“高级调度”批处理系统中采用的一级调度。
其主要功能是，从处于后备状态的作业中按照某种算法选择一道或者几道作业装入内存。
作业调度主要解决的是作业与作业之间的自动转接问题，即免去作业控制中的人工操作的问题。
（2）作业调度要点选几道：单道系统只选一道；多道系统视内存容量来定选哪几道：由作业调度算法决定（3）作业调度算法四种基础的作业调度算法选择最先进入后备队列的作业装入内存。
优点：比较容易实现缺点：不区分作业长短，对短小作业十分不利；不顾及轻重缓急；对时间要求紧迫的作业不能做到急事急办。
短作业优先调度算法 SJF（Shortest Job First）从后备作业中选择运行时间最短的作业装入内存。
优点:照顾短作业用户的利益,提高系统吞吐量,让作业的平均周转时间降下来。
缺点:推迟长作业运行，可能出现饥饿现象。
估计运行时间本身有可能不太准确。
高响应比优先调度算法 HRF（Highest Response First）定义：作业的响应比优点:折衷考虑到作业进入系统的先后次序,又顾及到作业的运行长度。
缺点:每次调度都要计算每个作业的响应比，开销大。
优先级调度算法 HPF（Highest Priority First）HPF是一种比较灵活的调度算法，优先级可以根据需要灵活确定。
HPF经常作为基于作业运行紧迫性的一种调度方案。
均衡调度算法根据内存容量的限制，选择一组资源互补型的作业装入。
目的:在作业运行期间，尽可能提高CPU和各种设备之间的并行度。
（4）作业调度性能的衡量准则系统吞吐量大单位时间内系统完成的工作量称吞吐量。
这是作业调度追求的第一目标。
Q吞吐量与作业的平均周转时间T有如下关系:平均周转时间T越小，系统吞吐量就越大定义：作业的平均周转时间对短作业优惠这一准则主要为了吸引中小用户使用计算机。
为了描述系统对短小作业的优惠程度，可使用作业的平均带权周转时间W作为评价参数。
定义：作业的平均带权周转时间其它指标处理机利用率高响应时间有保证优先权有保证截止时间有保证。
常用的进程调度算法
常用的进程调度算法
常用的进程调度算法有：
1. 先来先服务（FCFS）：按照进程到达的顺序进行调度，先
到达的进程先执行。
2. 短作业优先（SJF）：按照进程执行时间的长短进行调度，
先执行执行时间短的进程。
3. 优先级调度：每个进程都有一个优先级，按照优先级进行调度，优先级高的先执行。
4. 轮转调度（RR）：按照进程到达的顺序进行调度，每个进
程执行一个时间片（时间片大小可以设定），然后进行切换。
5. 多级反馈队列调度：将进程分为多个队列，每个队列具有不同的优先级，每个队列都按照先来先服务的原则进行调度，当一个进程运行时间超过一个时间片时，将其放入下一个优先级更低的队列中。
6. 最短剩余时间优先（SRTF）：在短作业优先算法的基础上，每次发生进程切换时，都会比较剩余运行时间，优先执行剩余时间最短的进程。
7. 最高响应比优先（HRRN）：按照响应比（等待时间+执行
时间/执行时间）进行调度，响应比越高，优先级越高。
8. 最早截止时间优先（EDF）：按照进程的截止时间进行调度，优先执行截止时间最早的进程。
这些算法适用于不同的场景和需求，可以根据具体的情况选择合适的调度算法来提高系统性能。
分时系统的调度算法
分时系统的调度算法分时系统是一种多任务操作系统，它允许多个用户同时使用计算机。
为了实现这一目标，分时系统需要对各种任务进行调度，以便在有限的时间内为每个用户提供服务。
分时系统的调度算法是实现这一目标的关键。
本文将对分时系统的调度算法进行详细介绍。
分时系统的调度算法主要分为两类：静态分配和动态分配。
1. 静态分配算法静态分配算法是指在程序运行之前，就预先为每个任务分配一定的时间片。
这种算法的优点是简单易行，但缺点是无法根据任务的实际需求进行调整。
常见的静态分配算法有以下几种：（1）先进先出（FIFO）算法：按照任务进入队列的顺序进行调度，即先进入队列的任务先执行。
这种算法公平性较好，但可能导致某些任务长时间得不到执行。
（2）优先级调度算法：为每个任务分配一个优先级，优先级高的任务优先执行。
这种算法可以根据任务的重要性进行调整，但实现较为复杂。
（3）轮转法（RR）：将时间片分为若干个时间段，每个时间段为一个任务提供服务。
当一个任务的时间片用完时，下一个任务开始执行。
这种算法公平性较好，但可能导致某些任务长时间得不到执行。
2. 动态分配算法动态分配算法是指在程序运行过程中，根据任务的实际需求和系统资源状况进行调度。
这种算法的优点是能够更好地满足任务的需求，但实现较为复杂。
常见的动态分配算法有以下几种：（1）最短作业优先（SJF）：选择预计执行时间最短的任务优先执行。
这种算法能够最大限度地减少任务的等待时间，但可能导致某些任务长时间得不到执行。
（2）最短剩余时间优先（SRTF）：选择剩余时间最短的任务优先执行。
这种算法能够确保每个任务都能得到一定的执行时间，但实现较为复杂。
（3）最高响应比优先（HRRN）：综合考虑任务的响应时间和等待时间，选择响应比最高的任务优先执行。
这种算法能够在一定程度上平衡公平性和效率，但实现较为复杂。
总之，分时系统的调度算法有多种类型，每种类型都有其优缺点。
在实际应用中，需要根据具体需求和系统资源状况选择合适的调度算法。
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短作业优先调度算法
SJF算法的核心思想是最短作业先执行，这样可以最大化利用CPU资源，减少平均等待时间和作业的响应时间。
它适用于批处理系统和交互式系统。
SJF算法的实现包括两种方式：非抢占式和抢占式。
非抢占式SJF算法：
在非抢占式SJF算法中，一旦CPU开始执行一个作业，它会一直执行完毕，直到作业完成或者发生I/O请求。
当一个新的作业到达时，系统会比较该作业的执行时间和当前正在执行的作业的剩余执行时间，如果新作业的执行时间较短，则优先执行新作业。
抢占式SJF算法：
在抢占式SJF算法中，一旦有一个新的作业到达，并且它的执行时间比当前正在执行的作业短，操作系统会暂停当前作业的执行，将CPU分配给新作业，等新作业执行完毕后再继续执行之前的作业。
抢占式SJF算法需要操作系统具备抢占能力，即能够中断并恢复作业的执行。
SJF算法的优点是可以最大化利用CPU资源，减少平均等待时间和作业的响应时间，适用于CPU密集型的作业。
然而，SJF算法也存在一些问题和局限性：
1.预测执行时间的困难：在实际系统中，很难准确预测一个作业的执行时间，因此SJF算法可能会出现误判，导致等待时间增加。
2.饥饿问题：如果有大量的短作业不断到达，长作业可能会一直等待。
这种情况称为饥饿问题，长作业可能无法获取足够的CPU时间，导致低响
应性。
3.处理I/O请求的处理：SJF算法无法解决I/O请求的调度问题，因
此需要结合其他算法来处理。
为了解决SJF算法存在的问题，还发展了一些改进的版本，如最短剩
余时间优先算法（Shortest Remaining Time First, SRTF），该算法在
抢占式的基础上，可以在作业执行过程中切换到更短的作业，以进一步减
少等待时间。
总结起来，SJF算法是一种重要的进程调度算法，它按照作业的执行
时间来确定优先级。
它的优点是可以最大化利用CPU资源，减少等待时间
和作业响应时间。
然而，它也存在预测执行时间困难、饥饿问题和无法解
决I/O请求的问题。
为了解决这些问题，可以使用改进的版本或结合其他
算法来处理。