【操作系统】进程调度算法(进程/线程调度)

概念

***先来先服务调度 FCFS

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这是最简单的调度算法,按照进程到达的先后顺序进行调度。虽然实现简单,但效率不高,尤其在面对长进程时可能导致短进程等待时间过长。

时间片轮转调度 RR

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此算法为每个进程分配一个时间段(即时间片),让每个进程轮流执行一个时间片的时间。如果进程在这个时间片内没有完成,则会被放到队列的末尾等待下一次调度。这种方法适用于分时系统,能够提供较好的响应时间和公平性。

优先级调度

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根据进程的重要性或紧急程度给每个进程分配一个优先级,然后调度器选择具有最高优先级(最低数值通常代表最高优先级)的进程执行。为了避免低优先级进程永远得不到执行的机会(也称为“饥饿”现象),可以采用老化(Aging)技术逐渐提高等待时间较长的进程的优先级。

  • 非抢占式优先级法
  • 抢占式优先级法

***最短作业优先调度 SJF

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这种算法优先执行预计运行时间最短的进程。可以有效减少平均等待时间,但是对长进程可能不公平,并且需要预先知道每个进程的运行时间。

最短剩余时间优先调度 SRTF

最短剩余时间优先(ShortestRemainingTimeFirst, SRTF)调度是最短作业优先调度的变形,它采用抢占式策略。

多级队列调度

多级队列调度是根据作业的某些特性,如占用内存大小和作业类型等 ,永久性地把各个作业分别链接到不同的队列,每个队列都有自己的调度算法。

多级反馈队列调度

这是一种比较复杂的调度算法,它使用多个队列,每个队列有不同的优先级和时间片大小。新进程首先进入最高优先级队列,并以轮转方式调度。如果进程未完成并用完其时间片,则降级到下一个较低优先级的队列中。这允许短进程快速完成,同时给予长进程必要的时间来完成它们的工作。

真题

2024-10

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答案

周转时间:进程提交到该进程完成(完成-就绪)
平均周转时间:周转时间总和/进程数量
先来先服务:A-B-C-D-E (15+20+20+30+30)/5≈23
最短进程优先:A-C-E-B-D(15+10+5+30+35)/5≈19

就绪运行FCFS-开始FCFS-完成FCFS-周转SJF-开始SJF-完成SJF-周转
A10:001510:0010:151510:0010:1515
B10:051010:1510:252010:2510:3530
C10:10510:2510:302010:1510:2010
D10:151510:3010:453010:3510:5035
E10:20510:4510:503010:2010:255

 
 
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做好了吗?开始对答案咯

 
 

答案

最短进程优先:P1-P2-P3-P4(30+20+30+15)/4≈23

就绪运行SJF-开始SJF-完成SJF-周转
P18:00308:008:3030
P28:20108:308:4020
P38:30208:409:0030
P48:5059:009:0515

 
 
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1. 实验目的 调度的实质是操作系统按照某种预定的策略来分配资源。进程调度的目的是分配CPU资源。由于进程调度程序执行的频率很高,因此调度算法的好坏直接影响到操作系统的性能。本实验的目的是编程模拟实现几种常用的进程调度算法,通过对几组进程分别使用不同的调度算法,计算进程的平均周转时间和平均带权周转时间,比较各种算法的性能优劣。 2. 实验原理 [1]. 进程调度算法描述 进程调度算法包括先来先服务调度算法短作业时间优先(抢占式和非抢占式)、高响应比调度算法4种。(每个人必须做FCFS,然后在后面的三种中任选一种,即每个人必须做2种调度算法的模拟。) [2]. 衡量算法性能的参数 计算进程的平均周转时间和平均带权周转时间。 3. 实验内容 (1)编程实现本实验的程序,要求: [1]. 建立进程进程控制块,进程控制块至少包括: a) 进程名称; b) 进程需要执行时间; c) 进入就绪队列时间; d) 进程执行开始时间 e) 进程执行结束时间 [2]. 编程实现调度算法。 [3]. 进程及相关信息的输入。这些信息可以直接从键盘上输入,也可以从文件读取。 [4]. 时间片与时间流逝的模拟。本实验需要对算法的执行计时,程序应该提供计算时间的方法。一种简单的方法是使用键盘,比如每敲一次空格代表一个时间片的流逝。另一种方法是使用系统时钟。 [5]. 一组进程序列执行完毕,打印出结果信息。程序需要计算出每个进程的开始执行时间、结束时间、周转时间和带权周转时间,并为整个进程序列计算平均周转时间和平均带权周转时间。程序将计算结果按一定的格式显示在计算机屏幕上或输出到文件中。打印出进程调度顺序图。 [6]. 实现数据在磁盘文件上的存取功能。 (2)对下列就绪进程序列分别使用上面的几种算法进行调度,计算每种算法下的平均周转时间和平均带权周转时间。 进程号 到达时间 要求执行时间 0 0 1 1 1 35 2 2 10 3 3 5 4 6 9 5 7 21 6 9 35 7 11 23 8 12 42 9 13 1 10 14 7 11 20 5 12 23 3 13 24 22 14 25 31
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