【操作系统】期末速成之计算题:进程调度算法

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进程调度算法

调度算法的评价指标

【操作系统】期末速成之计算题:进程调度算法



先来先服务(FCFS)

【操作系统】期末速成之计算题:进程调度算法

先来先服务是非抢占式的算法

一个🌰

例题:各进程到达就绪队列的时间、需要的运行时间如下表所示。使用先来先服务调度算法,计算各进程的等待时间、平均等待时间、周转时间、平均周转时间、带权周转时间、平均带权周转时间。

进程 到达时间 运行时间
P1 0 7
P2 2 4
P3 4 1
P4 5 4

解释:

先来先服务调度算法:按照到达的先后顺序调度,事实上就是等待时间越久的越优先得到服务。
因此,调度顺序为:P1->P2->P3->P4

【操作系统】期末速成之计算题:进程调度算法

【操作系统】期末速成之计算题:进程调度算法

平均周转时间= (7+9+8+11)/4 = 8.75
平均带权周转时间= (1+2.25+8+2.75)/4 = 3.5
平均等待时间= (0+5+7+7)/4 = 4.75



短作业优先(SJF)

【操作系统】期末速成之计算题:进程调度算法

短作业优先算法分为抢占式和非抢占式

一个🌰:非抢占式

例题:各进程到达就绪队列的时间、需要的运行时间如下表所示。使用非抢占式的短作业优先调度算法,计算各进程的等待时间、平均等待时间、周转时间、平均周转时间、带权周转时间、平均带权周转时间。

进程 到达时间 运行时间
P1 0 7
P2 2 4
P3 4 1
P4 5 4

解释:

短作业/进程优先调度算法:每次调度时选择当前已到达且运行时间最短的作业/进程。
因此,调度顺序为:P1->P3->P2->P4

刚开始只有p1到达,所以执行p1,然后当p1执行完毕后,此时是时刻7,剩余三个进程均已到达,所以按照运行时间最短的,执行p3

【操作系统】期末速成之计算题:进程调度算法

周转时间= 完成时间- 到达时间 P1=7-0=7;P3=8-4=4;P2=12-2=10;P4=16-5=11
带权周转时间= 周转时间/运行时间 P1=7/7=1;P3=4/1=4;P2=10/4=2.5;P4=11/4=2.75
等待时间= 周转时间– 运行时间 P1=7-7=0;P3=4-1=3;P2=10-4=6;P4=11-4=7

平均周转时间= (7+4+10+11)/4 = 8
平均带权周转时间= (1+4+2.5+2.75)/4 = 2.56
平均等待时间= (0+3+6+7)/4 = 4



高响应比优先算法(HRRN)

【操作系统】期末速成之计算题:进程调度算法

高响应比优先算法是非抢占式的算法

响应比 = 等待时间+要求服务时间 / 要求服务时间


一个🌰

例题:各进程到达就绪队列的时间、需要的运行时间如下表所示。使用高响应比优先调度算法,计算各进程的等待时间、平均等待时间、周转时间、平均周转时间、带权周转时间、平均带权周转时间。

进程 到达时间 运行时间
P1 0 7
P2 2 4
P3 4 1
P4 5 4

解释:

【操作系统】期末速成之计算题:进程调度算法

  • 0时刻:只有P1 到达就绪队列,P1上处理机

  • 7时刻(P1主动放弃CPU):就绪队列中有P2 (响应比=(5+4)/4=2.25)、P3((3+1)/1=4)、P4((2+4)/4=1.5),

  • 8时刻(P3完成): P2(2.5)、P4(1.75)

  • 12时刻(P2完成):就绪队列中只剩下P4



时间片轮转调度算法(RR)

【操作系统】期末速成之计算题:进程调度算法

时间片轮转调度算法属于抢占式

如果在一个时间片内,某个进程执行完毕,就会主动放弃处理机,发生调度

如果在一个时间片内,某个进程还未处理完毕,当时间片运行结束后,强行放弃处理机


一个🌰

【操作系统】期末速成之计算题:进程调度算法


优先级调度算法

【操作系统】期末速成之计算题:进程调度算法

优先级调度分为抢占式和非抢占式

  • 非抢占式:当就绪队列中出现优先级高的进程,运行完当前进程,再选择优先级高的进程。
  • 抢占式:当就绪队列中出现优先级高的进程,当前进程挂起,调度优先级高的进程运行。

但是依然有缺点,可能会导致低优先级的进程永远不会运行。


一个🌰:非抢占式

【操作系统】期末速成之计算题:进程调度算法


一个🌰:抢占式

【操作系统】期末速成之计算题:进程调度算法



多级反馈队列(Multilevel Feedback Queue)调度算法

是「时间片轮转算法」和「优先级算法」的综合和发展。

  • 「多级」表示有多个队列,每个队列优先级从高到低,同时优先级越高时间片越短。
  • 「反馈」表示如果有新的进程加入优先级高的队列时,立刻停止当前正在运行的进程,转而去运行优先级高的队列

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