操作系统调度算法

简介: 操作系统调度算法

决策模式

决策模式说明选择函数在执行的瞬间的处理方式,通常分为以下两类:

非抢占:一旦进入运行状态,就不会终止直到运行结束。

抢占:当前正在运行的进程可以被打断,并转移到就绪态。

一个调度算法是否能抢占,对进程的顺序有着极大的影响。

先来先服务FCFS

先来先服务是最简单的策略,也成为先进先出FIFO。首先它是一个非抢占的。如字面的意思,它根据进程到达时间决定先运行哪一个进程。

这里给出一个实际的例子。以表格的形式表现出在FIFO策略下各进程的情况。

简单说就是依次执行完成,从时间轴上来看

以表格的形式展现:

其中开始时间是上一个进程的结束时间

结束时间=开始时间+服务执行时间

周转周期=结束时间-到达时间

带权周转时间=周转时间/服务时间

最短进程优先SPN

也称最短作业优先(Short Job First,SJF)。它也是一个非抢占的。是根据服务的时间经行选择。在这里要注意下到达时间的顺序。比如实例中单纯以大小来排序的话是E-A-C-D-B,但正确的排序一定是A-B为开头。以时间为顺序:

例子中A运行结束时间为3,这时只有B进程等待。所以A运行结束后直接运行B。B结束后时间点到9,CDE都在等待。这个时候就选择服务时间最少的E,然后是较少的C,最后是D。以表格的形式展示:

最短剩余时间优先SRT

SRT是针对SPN增加了抢占机制的版本,就好比例子中B运行时间非常长,在这期间其他所有的进程都在等待,如果将其中断,先处理所需时间少的,运行效率会有显著提升。一定要先明确SRT是抢占的。先给出时间为顺序的图:

  1. A先运行至2,B到达等待。
  2. A运行到3结束,B开始运行。
  3. B开始运行,运行到4时,C进程到达,且C只需要4,此时B还需要5。所以先运行C,B继续等待。
  4. C运行时间点到达6时,D到达,D需要5,进入等待,排在B后。
  5. C运行结束,此时时间点是8,E到达,运行时间只要2,小于等待的BD,直接运行。
  6. C运行结束,B开始运行。
  7. B运行结束,D开始运行。

以表格的形式展现:

轮转RR

轮转也称时间片技术(time slicing,SL),对于轮转法,最重要的是时间片的长度。轮转算法以一个周期(q)产生中断,当中断发生时,当前运行的程序置于就绪队列(队尾)中,然后基于FCFS选择下一个就绪作业运行。在这里我们以时间片q=1举例。

q=1,所以一次只能运行一个时间片。

0:A1运转(右标表示运行了几个)

1:A2运转

2:B1运转,A3等待(B开始)

3:A3运转,B2等待

4:B2运转,C1等待,(A结束)

5:C1运转,B3等待(C开始)

6:B3运转,D1等待,C2等待

7:D1运转,C2等待,B4等待(D开始)

8:C2运行,B4等待,E1等待,D2等待

9:B4运行,E1等待,D2等待,C3等待

10:E1运行,D2等待,C3等待,B5等待(E开始)

11:D2运行,C3等待,B5等待,E2等待

12:C3运行,B5等待,E2等待,D3等待

13:B5运行,E2等待,D3等待,C4等待

14:E2运行,D3等待,C4等待,B6等待

15:D3运行,C4等待,B6等待(E结束)

16:C4运行,B6等待,D4等待

17:B6运行,D4等待(C结束)

18:D5运行,D6等待(B结束)

19:D6运行

20:D结束

表格展示:

高响应比优先HRRN

高响应比优先调度算法

高响应比优先调度算法主要用于作业调度,该算法是对FCFS调度算法和SJF调度算法的一种综合平衡,同时考虑每个作业的等待时间和估计的运行时间。在每次进行作业调度时,先计算后备作业队列中每个作业的响应比,从中选出响应比最高的作业投入运行。

响应比的变化规律可描述为:

响应比=(等待时间+服务时间)/服务时间

根据公式可知:

当作业的等待时间相同时,则要求服务时间越短,其响应比越高,有利于短作业。

当要求服务时间相同时,作业的响应比由其等待时间决定,等待时间越长,其响应比越高,因而它实现的是先来先服务。

对于长作业,作业的响应比可以随等待时间的增加而提高,当其等待时间足够长时,其响应比便可升到很高,从而也可获得处理机。克服了饥饿状态,兼顾了长作业。

参考文章:https://blog.csdn.net/xieminyao123/article/details/79116985


相关实践学习
CentOS 7迁移Anolis OS 7
龙蜥操作系统Anolis OS的体验。Anolis OS 7生态上和依赖管理上保持跟CentOS 7.x兼容,一键式迁移脚本centos2anolis.py。本文为您介绍如何通过AOMS迁移工具实现CentOS 7.x到Anolis OS 7的迁移。
相关文章
|
23天前
|
算法 调度 Python
深入理解操作系统中的进程调度算法
在操作系统中,进程调度是核心任务之一,它决定了哪个进程将获得CPU的使用权。本文通过浅显易懂的语言和生动的比喻,带领读者了解进程调度算法的重要性及其工作原理,同时提供代码示例帮助理解。
|
1月前
|
算法 调度 UED
深入理解操作系统:进程调度与优先级队列
【10月更文挑战第31天】在计算机科学的广阔天地中,操作系统扮演着枢纽的角色,它不仅管理着硬件资源,还为应用程序提供了运行的环境。本文将深入浅出地探讨操作系统的核心概念之一——进程调度,以及如何通过优先级队列来优化资源分配。我们将从基础理论出发,逐步过渡到实际应用,最终以代码示例巩固知识点,旨在为读者揭开操作系统高效管理的神秘面纱。
|
16天前
|
存储 算法 调度
深入理解操作系统:进程调度的奥秘
在数字世界的心脏跳动着的是操作系统,它如同一个无形的指挥官,协调着每一个程序和进程。本文将揭开操作系统中进程调度的神秘面纱,带你领略时间片轮转、优先级调度等策略背后的智慧。从理论到实践,我们将一起探索如何通过代码示例来模拟简单的进程调度,从而更深刻地理解这一核心机制。准备好跟随我的步伐,一起走进操作系统的世界吧!
|
28天前
|
消息中间件 算法 调度
深入理解操作系统:进程管理与调度
操作系统是计算机系统的核心,负责管理和控制硬件资源、提供用户接口以及执行程序。其中,进程管理是操作系统的重要组成部分,它涉及到进程的创建、调度、同步和通信等方面。本文将深入探讨进程管理的基本概念、进程调度算法以及进程间的同步和通信机制。通过本文的学习,读者将能够更好地理解操作系统的工作原理,并掌握进程管理的基本技能。
42 11
|
22天前
|
算法 调度 UED
深入理解操作系统:进程管理与调度策略
操作系统作为计算机系统的核心,其进程管理和调度策略对于系统性能和用户体验至关重要。本文将通过直观的代码示例和浅显易懂的语言,带领读者了解操作系统如何有效管理进程以及常见的进程调度算法。我们将从进程的基本概念出发,逐步深入到进程状态、进程控制块(PCB)的作用,最后探讨不同的调度算法及其对系统性能的影响。无论您是初学者还是有一定基础的开发者,都能从中获得有价值的信息。
|
21天前
|
负载均衡 算法 调度
深入理解操作系统:进程管理与调度
在数字世界的心脏,操作系统扮演着至关重要的角色。它如同一位精明的指挥家,协调着硬件资源和软件需求之间的和谐乐章。本文将带你走进操作系统的核心,探索进程管理的艺术和调度策略的智慧。你将了解到进程是如何创建、执行和消亡的,以及操作系统如何巧妙地决定哪个进程应该在何时获得CPU的青睐。让我们一起揭开操作系统神秘的面纱,发现那些隐藏在日常计算背后的精妙机制。
|
23天前
|
调度 开发者
深入理解操作系统之进程调度
在计算机科学领域,操作系统是核心的一环,它管理着计算机硬件资源,并提供接口供上层软件运行。本文将通过深入浅出的方式,探讨操作系统中至关重要的一个概念——进程调度。我们将从基础理论出发,逐步展开讲解进程调度的原理和实现,并配以实际代码示例,旨在帮助读者更好地理解和掌握这一主题。文章不仅适合初学者建立基础,也适合有一定基础的开发者深化理解。
|
1月前
|
算法 调度 UED
深入理解操作系统:进程管理与调度策略
【10月更文挑战第40天】在数字世界中,操作系统是连接硬件与软件的桥梁,它管理着计算机资源和提供用户服务。本文将深入探讨操作系统中的进程管理与调度策略,揭示它们如何协调多任务运行,保证系统高效稳定运作。通过代码示例,我们将展示进程创建、执行以及调度算法的实际应用,帮助读者构建对操作系统核心机制的清晰认识。
|
1月前
|
算法 调度
基于遗传模拟退火混合优化算法的车间作业最优调度matlab仿真,输出甘特图
车间作业调度问题(JSSP)通过遗传算法(GA)和模拟退火算法(SA)优化多个作业在并行工作中心上的加工顺序和时间,以最小化总完成时间和机器闲置时间。MATLAB2022a版本运行测试,展示了有效性和可行性。核心程序采用作业列表表示法,结合遗传操作和模拟退火过程,提高算法性能。
|
1月前
|
算法 调度 UED
深入理解操作系统:进程管理与调度策略
【10月更文挑战第34天】本文旨在探讨操作系统中至关重要的一环——进程管理及其调度策略。我们将从基础概念入手,逐步揭示进程的生命周期、状态转换以及调度算法的核心原理。文章将通过浅显易懂的语言和具体实例,引导读者理解操作系统如何高效地管理和调度进程,保证系统资源的合理分配和利用。无论你是初学者还是有一定经验的开发者,这篇文章都能为你提供新的视角和深入的理解。
42 3