當(dāng)前位置：首頁 > 运维知识 > windows >内容正文

windows

常用的调度算法（包含实例）|操作系统

發(fā)布時(shí)間：2023/12/20 windows 51 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了常用的调度算法（包含实例）|操作系统小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

- 1.先來先服務(wù)調(diào)度算法（FCFS）
- 2.優(yōu)先級調(diào)度算法
- 3.最短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法（SJF）
- 4.最高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法（HRRN）
- 5.輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法（RR）
- 6.多級反饋輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法
- 7.實(shí)時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度算法

1.先來先服務(wù)調(diào)度算法（FCFS）

$原理：{\color{Violet}原理：}$

$?\bullet$ 先來先服務(wù)（First-Come-First-served）調(diào)度算法是最簡單的非搶占的調(diào)度算法。

$?\bullet$ 它通過管理一個(gè)FIFO就緒隊(duì)列來實(shí)現(xiàn)，從前到后按順序?qū)PU分配給進(jìn)程。

$舉例：{\color{Violet}舉例：}$

$?\bullet$ 現(xiàn)在有如下一組進(jìn)程：

進(jìn)程執(zhí)行時(shí)間

P₁	30
P₂	5
P₃	2

所以執(zhí)行順序?yàn)? $P_{1}、P_{2}、P_{3}>$ ,我們畫出它的甘特圖來形象的理解：

下面的時(shí)刻表示該進(jìn)程占用CPU的執(zhí)行時(shí)間。（后面的幾種調(diào)度方法也使用甘特圖來幫助理解。）

所以可以計(jì)算求得三個(gè)進(jìn)程的平均等待時(shí)間為：
$0+30+353≈21.7{\color{Red}\frac{0+30+35}{3}≈21.7}$

$特點(diǎn)：{\color{Violet}特點(diǎn)：}$

$?\bullet$ FCFS調(diào)度算法對短進(jìn)程不利，尤其當(dāng)一個(gè)短進(jìn)程跟在長進(jìn)程后面時(shí)，它需要等待很長的時(shí)間。有時(shí)候會(huì)導(dǎo)致CPU和設(shè)備的利用率很低，在實(shí)際情況中，FCFS算法通常與其他算法結(jié)合使用。

2.優(yōu)先級調(diào)度算法

$原理：{\color{Violet}原理：}$

$?\bullet$ 由用戶或者系統(tǒng)按照某種原則給進(jìn)程一個(gè)優(yōu)先級，系統(tǒng)總是調(diào)度優(yōu)先級最高的那個(gè)進(jìn)程運(yùn)行。

$?\bullet$ 優(yōu)先級可以分為靜態(tài)優(yōu)先級和動(dòng)態(tài)優(yōu)先級。靜態(tài)優(yōu)先級就是指優(yōu)先級確定以后就不再改變，比如說按照它們的執(zhí)行時(shí)間長短來確定等等；動(dòng)態(tài)優(yōu)先級會(huì)隨著進(jìn)程的不斷執(zhí)行而發(fā)生改變，比如說可以按照等待時(shí)間的長短劃分優(yōu)先級等等。

$?\bullet$ 對優(yōu)先級動(dòng)態(tài)調(diào)整可以改善系統(tǒng)性能，但是動(dòng)態(tài)優(yōu)先級調(diào)度算法會(huì)增加系統(tǒng)開銷。

$舉例：{\color{Violet}舉例：}$

$?\bullet$ 現(xiàn)在有如下一組進(jìn)程（采用靜態(tài)優(yōu)先級調(diào)度算法）：

進(jìn)程執(zhí)行時(shí)間優(yōu)先級

P₁	9	5
P₂	4	1
P₃	2	3
P₄	1	4

所以執(zhí)行順序?yàn)? $P_{2}、P_{3}、P_{4}、P_{1}>$ ，我們畫出它的甘特圖如下：

所以可以計(jì)算求得四個(gè)進(jìn)程的平均等待時(shí)間為：
$0+4+6+74=4.25{\color{Red}\frac{0+4+6+7}{4}=4.25}$

$特點(diǎn)：{\color{Violet}特點(diǎn)：}$

$?\bullet$ 可能會(huì)出現(xiàn)“饑餓”現(xiàn)象，就是優(yōu)先級低的進(jìn)程會(huì)一直等待CPU，未來避免這種問題的出現(xiàn)，我們可以采用“老化”的策略，就是按一定時(shí)間間隔提高等待進(jìn)程的的優(yōu)先級數(shù)值。

$?\bullet$ 我們假設(shè)它們幾乎同時(shí)到達(dá)，但是實(shí)際情況中總會(huì)有先后順序，在支持搶占的系統(tǒng)中，當(dāng)新進(jìn)程進(jìn)入就緒隊(duì)列時(shí)，如果它的優(yōu)先級高于當(dāng)前運(yùn)行進(jìn)程的優(yōu)先級，那么就會(huì)搶占CPU；在非搶占系統(tǒng)中，只是將新進(jìn)程加入了就緒隊(duì)列中。

3.最短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法（SJF）

$原理：{\color{Violet}原理：}$

$?\bullet$ 最短作業(yè)優(yōu)先（Shortest-Job First）調(diào)度算法克服了FCFS的對短進(jìn)程不利的缺點(diǎn)，它在就緒隊(duì)列中選擇處理時(shí)間最短的進(jìn)程，如果時(shí)間相同則可以按照FCFS準(zhǔn)則來處理。

$?\bullet$ 它提高了系統(tǒng)的吞吐量，但是反過來又對長進(jìn)程不利。

$?\bullet$ 它分為搶占式和非搶占式兩種情況

$舉例：{\color{Violet}舉例：}$

$?\bullet$ 現(xiàn)在有如下一組進(jìn)程，假設(shè)它們同時(shí)到達(dá)（非搶占式）：

進(jìn)程執(zhí)行時(shí)間

P₁	5
P₂	4
P₃	9
P₄	3

所以執(zhí)行順序?yàn)? $P_{4}、P_{2}、P_{1}、P_{3}>$ ，我們畫出它的甘特圖如下：

所以可以計(jì)算求得三個(gè)進(jìn)程的平均等待時(shí)間為：
$0+3+7+124=5.5{\color{Red}\frac{0+3+7+12}{4}=5.5}$

$?\bullet$ 現(xiàn)在有如下一組進(jìn)程，假設(shè)它們不同時(shí)到達(dá)（搶占式）：

進(jìn)程到達(dá)時(shí)間執(zhí)行時(shí)間

P₁	0	8
P₂	1	4
P₃	2	9
P₄	3	5

最初只有P₁進(jìn)程，那么執(zhí)行P₁進(jìn)程；當(dāng)時(shí)間1時(shí)P₂到達(dá)，此時(shí)P₁剩余執(zhí)行時(shí)間為7，P₂執(zhí)行時(shí)間為4，那么執(zhí)行P₂進(jìn)程；當(dāng)時(shí)間2時(shí)，P₃到達(dá)，此時(shí)最短執(zhí)行時(shí)間仍然為P₂；時(shí)間3時(shí)，P₄到達(dá)，此時(shí)P₂執(zhí)行時(shí)間為2，P₄也為2，所以先讓P₂執(zhí)行完在讓P₄執(zhí)行，然后再讓P₁執(zhí)行，最后在讓P₃執(zhí)行。

所以執(zhí)行順序?yàn)? $KaTeX parse error: Expected 'EOF', got '}' at position 31: …{4}、P_{1}、P_{3}}?>$ ，我們畫出它的甘特圖如下：

所以可以計(jì)算求得三個(gè)進(jìn)程的平均等待時(shí)間為：
$((10?1)+0+(17?2)+(5?3))4=6.5{\color{Red}\frac{((10-1)+0+(17-2)+(5-3))}{4}=6.5}$

分母上面的式子為每個(gè)進(jìn)程開始執(zhí)行的時(shí)間減去開始等待的時(shí)間之和。

$特點(diǎn)：{\color{Violet}特點(diǎn)：}$

$?\bullet$ 對于非搶占的SJF調(diào)度算法，可以看作是優(yōu)先級調(diào)度算法的一種特例。

4.最高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法（HRRN）

$原理：{\color{Violet}原理：}$

$?\bullet$ 最高響應(yīng)比（Highest Response Ratio Next）調(diào)度算法集合了FCFS算法和非搶占SJF算法的優(yōu)點(diǎn)，使用響應(yīng)比R來表征，即：
$\frac{W+S}{S} \ (W為等待時(shí)間、S為預(yù)計(jì)執(zhí)行時(shí)間)$

$?\bullet$ 在該算法下，等待時(shí)間相同的時(shí)候短進(jìn)程響應(yīng)比高于長進(jìn)程，短進(jìn)程優(yōu)先被調(diào)度；而隨著等待時(shí)間增長，進(jìn)程的響應(yīng)比增加，長進(jìn)程被調(diào)度的可能性也會(huì)增加。

$舉例：{\color{Violet}舉例：}$

$?\bullet$ 現(xiàn)在有如下一組進(jìn)程如下：

進(jìn)程到達(dá)時(shí)間執(zhí)行時(shí)間

P₁	0	10
P₂	1	1
P₃	2	2
P₄	3	1
P₅	4	5

$?\bullet$ 0時(shí)刻P₁運(yùn)行，10時(shí)刻P₁運(yùn)行完畢，此時(shí)P₂ ~ P₅的響應(yīng)比為：

$P2:1+91=10;P3:2+82=5;P_{2}:\frac{1+9}{1}=10 ;\ \ \ P_{3}:\frac{2+8}{2}=5;$

$P3:1+71=8;P4:5+62=5.5;P_{3}:\frac{1+7}{1}=8 ;\ \ \ P_{4}:\frac{5+6}{2}=5.5;$

$?\bullet$ 所以P₂運(yùn)行，直到11時(shí)刻運(yùn)行結(jié)束，此時(shí)P₃ ~ P₅的響應(yīng)比為：

$P3:2+92=5.5;P4:1+82=9;P5:5+75=2.4;P_{3}:\frac{2+9}{2}=5.5 ;\ \ \ P_{4}:\frac{1+8}{2}=9; \ \ \ P_{5}:\frac{5+7}{5}=2.4;$

$?\bullet$ 所以P₄運(yùn)行，直到12時(shí)刻運(yùn)行結(jié)束，此時(shí)P₃ 和 P₅的響應(yīng)比為：

$P3:2+102=6;P5:5+85=2.6;P_{3}:\frac{2+10}{2}=6 ;\ \ \ P_{5}:\frac{5+8}{5}=2.6;$

$?\bullet$ 所以先執(zhí)行P₃，后執(zhí)行P₅。

$?\bullet$ 所以執(zhí)行順序?yàn)? $KaTeX parse error: Expected 'EOF', got '}' at position 31: …{4}、P_{3}、P_{5}}?>$ ，我們畫出它的甘特圖如下：

所以可以計(jì)算求得五個(gè)進(jìn)程的平均等待時(shí)間為：
$(0+(10?1)+(11?2)+(12?3)+(14?4))5=7.4{\color{Red}\frac{(0+(10-1)+(11-2)+(12-3)+(14-4))}{5}=7.4}$

5.輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法（RR）

$原理：{\color{Violet}原理：}$

$?\bullet$ 輪轉(zhuǎn)（Round Robin）調(diào)度算法是一種基于搶占的調(diào)度策略，在分時(shí)系統(tǒng)中，每個(gè)進(jìn)程會(huì)被分配一個(gè)固定的時(shí)間片，就緒隊(duì)列中的進(jìn)程按順序依此調(diào)度運(yùn)行。

$?\bullet$ 時(shí)間片過短會(huì)使進(jìn)程切換過于頻繁，增加系統(tǒng)開銷；時(shí)間片過長會(huì)使進(jìn)程響應(yīng)時(shí)間增加。

$舉例：{\color{Violet}舉例：}$

$?\bullet$ 現(xiàn)在有如下一組進(jìn)程如下：

進(jìn)程執(zhí)行時(shí)間

P₁	24
P₂	3
P₃	3

這里時(shí)間片我們選擇為4，按照原理可得甘特圖如下：

所以可以計(jì)算求得三個(gè)進(jìn)程的平均等待時(shí)間為：
$6+4+73≈5.67{\color{Red}\frac{6+4+7}{3}≈5.67}$

6.多級反饋輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法

$原理：{\color{Violet}原理：}$

$?\bullet$ 是對簡單輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法的改進(jìn)，它把新就緒的進(jìn)程和被搶占后回到就緒隊(duì)列的進(jìn)程加以區(qū)分，將它們放入不同優(yōu)先級的就緒隊(duì)列中；

$?\bullet$ 被搶占后放回就緒隊(duì)列的進(jìn)程優(yōu)先級會(huì)降低，但是運(yùn)行的時(shí)間片長度會(huì)增加。

7.實(shí)時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度算法

$原理：{\color{Violet}原理：}$

$?\bullet$ 在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中會(huì)給出一個(gè)最后期限，最后期限指定任務(wù)開始或結(jié)束的時(shí)間，任務(wù)必須嚴(yán)格按照最后期限執(zhí)行。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的常用的调度算法（包含实例）|操作系统的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。

上一篇：吉林大学珠海学院论坛 http://j.
下一篇： java信息管理系统总结_java实现科

windows

常用的调度算法（包含实例）|操作系统

目錄

1.先來先服務(wù)調(diào)度算法（FCFS）

2.優(yōu)先級調(diào)度算法

3.最短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法（SJF）

4.最高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法（HRRN）

5.輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法（RR）

6.多級反饋輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法

7.實(shí)時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度算法

總結(jié)