FCFS、SJF、HRRN调度算法以及时间片轮转、优先级调度算法、多级反馈队列算法总结

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FCFS、SJF、HRRN调度算法以及时间片轮转、优先级调度算法、多级反馈队列算法总结

2024-07-10 19:39| 来源: 网络整理| 查看: 265

先来先服务(FCFS) 算法思想 主要从“公平“角度考虑 算法规则 按照作业/进程到达的先后顺序进行服务 用于作业/进程调度? 用于作业调度时,考虑哪个作业先到达后备队列; 用于进程调度时,考虑哪个进程先到达就绪队列。 是否可抢占? 非抢占式的算法 优缺点 优点:公平、算法实现简单 缺点:排在长作业(进程)后面的短作业需要等待很长时间,带权周转时间很大,对短作业来说用户体验不好。即FCFS算法对长作业有利,对短作业不利。 是否会导致饥饿? 不会 例题

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短作业/进程优先(SJF/SPF) 算法思想 追求最少的平均等待时间,最少的平均周转时间、最少的平均带权周转时间 算法规则 最短的作业/进程优先得到服务(最短,是指要求服务时间最短) 用于作业/进程调度? 既可用于作业调度,又可用于进程调度。用于进程调度时称为”短进程优先算法“ 是否可抢占? SJF和SPF是非抢占式算法。但是也有抢占式的版本——最短剩余时间优先算法 优缺点 优点:"最短的"平均等待时间、平均周转时间 缺点:不公平。对短作业有利,对长作业不利。可能产生饥饿现象。另外,作业/进程的运行时间是由用户提供的,并不一定真实,不一定做到真正的短作业优先。 是否会导致饥饿? 会,可能使长作业/进程产生饥饿现象 例题 短作业优先(短进程优先)

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最短剩余时间优先(SRTN)

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attention 若题目中未特别说明,所提到的“短进程/作业优先算法”默认是非抢占式的很多书上会说“SJF调度算法的平均等待时间、平均周转时间最少”(不严谨) 应该加上一个条件“在所有进程同时可运行(在所有进程都几乎同时到达时),采用SJF调度的算法平均等待时间、平均周转时间的最少”

 

高响应比优先算法(HRRN) 算法思想 要综合考虑作业/进程的等待时间和要求服务的时间 算法规则 在每次调度时先计算各个作业/进程的响应比,选择响应比最高的作业/进程为其服务 响应比 = (等待时间+要求服务时间) / 要求服务时间 用于作业/进程调度? 均可 是否可抢占? 非抢占式的算法 优缺点 优点:综合考虑了等待时间和运行时间 等待时间相同,要求服务时间短的优先(SJF优点) 要求服务时间相同时,等待时间长的优先(FCFS优点) 对于长作业来说,随着等待时间越来越久,其响应比也会越来越大,从而避免了长作业饥饿的问题 是否会导致饥饿? 不会 例题

在这里插入图片描述   以上几种算法用户交互性很差,一般适用于早期的批处理系统。

时间片轮转调度算法(RR) 算法思想 公平地、轮流地为各个进程服务,让每个进程在一定时间间隔内都可以得到响应 算法规则 按照各进程到达就绪队列的顺序,轮流让各个进程执行一个时间片(如100ms)。若进程未在一个时间片内执行完,则剥夺处理机,将进程重新放到就绪队列队尾重新排队。 用于作业/进程调度? 用于进程调度(只有作业放入内存建立了相应的进程后,才能被分配处理机时间片) 是否可抢占? 若进程未能在时间片内运行完,将被强行剥夺处理机使用权,因此时间片轮转调度算法属于抢占式的算法。由时钟装置发出时钟中断来通知CPU时间片已到 优缺点 优点:公平;响应快,适用于分时操作系统; 缺点:由于高频率的进程切换,因此有一定开销;不区分任务的紧急程度。 是否会导致饥饿? 不会 例题

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优先级调度算法 算法思想 随着计算机的发展,特别是实时操作系统的出现,越来越多的应用场景需要根据任务的紧急程度来决定处理顺序 算法规则 调度时选择优先级最高的作业/进程 用于作业/进程调度? 既可用于作业调度,也可用于进程调度。甚至,还会用于在之后会学习的 I/O 调度中 是否可抢占? 抢占式、非抢占式都有。 做题时的区别在于:非抢占式只需在进程主动放弃处理机时进行调度即可, 而抢占式还需在就绪队列变化时,检查是否会发生抢占。 优缺点 优点:用优先级区分紧急程度、重要程度,适用于实时操作系统。可灵活地调整对各种作业/进程的偏好程度。 缺点:若源源不断地有高优先级进程到来,则可能导致饥饿 是否会导致饥饿? 会 例题

 

非抢占式的优先级调度算法

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抢占式的优先级调度算法

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补充

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多级反馈队列调度算法 算法思想 对其他调度算法的折中权衡 算法规则 1.设置多级就绪队列,各级队列优先级从高到低,时间片从小到大 2.新进程到达时先进入第1级队列,按FCFS原则排队 等待被分配时间片,若用完时间片进程还未结束,则进程进入下- -级队列队尾。如果此时已经是在最下级的队列,则重新放回该队列队尾 3. 只有第k级队列为空时,才会为k+1级队头的进程分配时间片 用于作业/进程调度? 用于进程调度 是否可抢占? 抢占式的算法。在k级队列的进程运行过程中,若更上级的队列(1~k-1级)中进入了一一个新进程,则由于新进程处于优先级更高的队列中,因此新进程会抢占处理机,原来运行的进程放回k级队列队尾。 优缺点 优点:对各类型进程相对公平(FCFS的优点) ;每个新到达的进程都可以很快就得到响应( RR的优点) ; 短进程只用较少的时间就可完成(SPF的优点) ;不必实现估计进程的运行时间( 避免用户作假) ; 可灵活地调整对各类进程的偏好程度,比如CPU密集型进程、I/0密集型进程 (拓展:可以将因I/O而阻塞的进程重新放回原队列,这样I/O型进程就可以保持较高优先级) 是否会导致饥饿? 会(可能会有源源不断地短进程,导致长进程会产生饥饿) 例题

在这里插入图片描述   以上几种算法适合用于交互式系统

注:以上内容来自王道考研操作系统



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