进程调度算法之先来先服务（FCFS），短作业优先(SJF)以及高响应比优先(HRRN)

news2024/12/23 15:38:22

1.先来先服务（FCFS）

first come first service

1.算法思想

主要从“公平”的角度考虑(类似于我们生活中排队买东西的例子)

2.算法规则

按照作业/进程到达的先后顺序进行服务。

3.用于作业/进程调度

用于作业调度时，考虑的是哪个作业先到达后备队列;用于进程调度时，考虑的是哪个进程先到达就绪队列。

4.是否可抢占

非抢占式的算法。

5.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

6.是否导致饥饿：

不会。
饥饿：某进程/作业长期得不到服务

7.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。

在这里插入图片描述
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 $\longrightarrow$ P2 $\longrightarrow$ P3 $\longrightarrow$ P4

在这里插入图片描述

注意:本例中的进程都是纯计算型的进程，一个进程到达后要么在等待,要么在运行。
如果是又有计算、又有I/O操作的进程,其等待时间就是周转时间 $-$ 运行时间 $-$ I/O操作的时间

2.短作业优先（SJF）

shortest job first

1.算法思想

追求最少的平均等待时间，最少的平均周转时间、最少的平均平均带权周转时间。

2.算法规则

最短的作业/进程优先得到服务（所谓“最短”，是指要求服务时间最短)

3.用于作业/进程调度

即可用于作业调度，也可用于进程调度。
用于进程调度时称为“短进程优先(SPF, Shortest Process First）算法”

4.是否可抢占

SJF和SPF是非抢占式的算法。
但是也有抢占式的版本――最短剩余时间优先算法(SRTN, Shortest Remaining Time Next）

5.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，不一定能做到真正的短作业优先。

6.是否导致饥饿：

会。如果源源不断地有短作业/进程到来，可能使长作业/进程长时间得不到服务，产生“饥饿”现象。如果一直得不到服务，则称为“饿死”

7.例题

1.例题1：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。

在这里插入图片描述
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 $\longrightarrow$ P3 $\longrightarrow$ P2 $\longrightarrow$ P4

在这里插入图片描述

2.例题2：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。
在这里插入图片描述
最短剩余时间优先算法:
每当有进程加入就绪队列改变时就需要调度，如果新到达的进程剩余时间比当前运行的进程剩余时间更短，则由新进程抢占处理机，当前运行进程重新回到就绪队列。
另外，当一个进程完成时也需要调度。