Ⅰ 求进程调度先来先服务算法,短进程优先算法完整c语言代码
/*(一)进程调度
进程调度算法有FIFO,优先数调度算法,时间片轮转调度算法,分级调度算法,
输入:进程流文件,其中存储的是一系列要执行的进程,
每个作业包括三个数据项:
进程名 所需时间 优先数(0级最高)
输出:
进程执行流 等待时间 平均等待时间
本程序包括:FIFO,优先数调度算法,时间片轮转调度算法
进程流文件process_stream.txt
测试数据:
p0 16 2
p1 5 1
p2 4 3
p3 8 0
p4 9 4
p5 7 6
VC++调试通过
*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <iostream.h>
#include <stdlib.h>
const int Quatum=2;//定义时间片的长度为2秒
const int MAXPCB=100;//定义最大进程数
//定义进程结构体
typedef struct node
{
char name[20];//进程名
int time; //进程运行时间
int privilege;//进程优先级(静态)
int finished;//进程完成标志,0-未完成,1-已完成
int wait_time;//进程等待时间
}pcb;
pcb pcbs[MAXPCB];
int quantiry;//进程流文件中的进程总数
void initial()
{
int i;
for (i=0;i<MAXPCB;i++)
{
strcpy(pcbs[i].name,"");
pcbs[i].time=0;
pcbs[i].privilege=0;
pcbs[i].finished=0;
pcbs[i].wait_time=0;
}
quantiry=0;
}
int readData()
{
FILE *fp;
char fname[20];
int i;
cout<<"请输入进程流文件名:"<<endl;
cin>>fname;
if ((fp=fopen(fname,"r"))==NULL)
{
cout<<"错误,文件打不开,请检查文件名"<<endl;
}
else
{
while (!feof(fp))
{
fscanf(fp,"%s %d %d %d",pcbs[quantiry].name,
&pcbs[quantiry].time,&pcbs[quantiry].privilege);
quantiry++;
}
//输出所读入得数据
cout<<"输出所读入的数据"<<endl;
cout<<"进程流文件中的进程总数="<<quantiry<<endl;
cout<<"进程名 所需时间 优先数"<<endl;
for (i=0;i<quantiry;i++)
{
cout<<" "<<pcbs[i].name<<" "<<pcbs[i].time<<" "<<pcbs[i].privilege<<endl;
}
return 1;
}
return 0;
}
//重置数据,以供另一个算法使用
void init()
{
int i;
for (i=0;i<MAXPCB;i++)
{
pcbs[i].finished=0;
pcbs[i].wait_time=0;
}
}
void FIFO()
{
int i,j;
int total;
//输出FIFO算法执行流
cout<<endl<<"---------------------------------------------------------------"<<endl;
cout<<"FIFO算法执行流:"<<endl;
cout<<"进程名 等待时间"<<endl;
for (i=0;i<quantiry;i++)
{
cout<<" "<<pcbs[i].name<<" "<<pcbs[i].wait_time<<endl;
for (j=i+1;j<quantiry;j++)
{
pcbs[j].wait_time+=pcbs[i].time;
}
}
total=0;
for (i=0;i<quantiry;i++)
{
total+=pcbs[i].wait_time;
}
cout<<"总等待时间:"<<total<<" "<<"平均等待时间:"<<total/quantiry<<endl;
}
//优先度调度算法
void privilege()
{
int i,j,p;
int passed_time=0;
int total;
int queue[MAXPCB];
int current_privielege=1000;
for (i=0;i<quantiry;i++)
{
current_privielege=1000;
for (j=0;j<quantiry;j++)
{
if ((pcbs[j].finished==0)&&(pcbs[j].privilege<current_privielege))
{
p=j;
current_privielege=pcbs[j].privilege;
}
}
queue[i]=p;
pcbs[p].finished=1;
pcbs[p].wait_time+=passed_time;
passed_time+=pcbs[p].time;
}
//输出优先数调度执行流
cout<<endl<<"-----------------------------------------"<<endl;
cout<<"优先数调度执行流:"<<endl;
cout<<"进程名 等待时间"<<endl;
for (i=0;i<quantiry;i++)
{
cout<<" "<<pcbs[queue[i]].name<<" "<<pcbs[queue[i]].wait_time<<"--"<<queue[i]<<endl;
}
total=0;
for (i=0;i<quantiry;i++)
{
total+=pcbs[i].wait_time;
}
cout<<"总等待时间:"<<total<<" 平均等待时间:"<<total/quantiry<<endl;
}
//时间片轮转调度算法
void timer()
{
int i,j,sum,flag=1;
int passed_time=0;
int max_time=0;
int round=0;
int queue[1000];
int total=0;
while(flag==1)
{
flag=0;
for (i=0;i<quantiry;i++)
{
if (pcbs[i].finished==0)
{
flag=1;
queue[total]=i;
total++;
if (pcbs[i].time<=Quatum*(round+1))
pcbs[i].finished=1;
}
}
round++;
}
cout<<endl<<"---------------------------------------------------------------"<<endl;
cout<<"时间片轮转调度执行流:";
for(i=0;i<total;i++)
{
cout<<pcbs[queue[i]].name<<" ";
}
cout<<endl;
cout<<"进程名 结束时间 运行时间 等待时间"<<endl;
sum=0;
for (i=0;i<quantiry;i++)
{
for(j=total-1;j>=0;j--)//从轮转调度执行流序列由后往前比较,找到同名进程即可计算其完成时间
{
if (strcmp(pcbs[queue[j]].name,pcbs[i].name)==0)
{
cout<<" "<<pcbs[i].name<<" "<<(j+1)*Quatum<<" ";
cout<<pcbs[i].time<<" "<<(j+1)*Quatum-pcbs[i].time<<endl;
sum+=(j+1)*Quatum-pcbs[i].time;
break;
}
}
}
cout<<"总等待时间:"<<sum<<" "<<"平均等待时间:"<<sum/quantiry<<endl;
}
//显示版权信息函数
void version()
{
cout<<endl<<endl;
cout<<" ┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓"<<endl;
cout<<" ┃ 进程调度模拟系统 ┃"<<endl;
cout<<" ┠───────────────────────┨"<<endl;
cout<<" ┃ version 2011 ┃"<<endl;
cout<<" ┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛"<<endl;
cout<<endl<<endl;
}
//主函数
int main()
{
int flag;
version();
initial();
flag=readData();
if(flag==1){
FIFO();
init();
privilege();
init();
timer();
}
cout<<endl;
system("pause");
return 0;
}
Ⅱ 进程调度算法1——FCFS、SJF、HNNR
进程的调度方式有两种: 非剥夺调度方式(非抢占式)和剥夺调度方式(抢占方式)。
非抢占式:只允许进程主动放弃处理机。如进程运行结束、异常结束或主动请求I/O阻塞。在运行的过程中即使有更紧迫的任务到达,当前进程依然会继续使用处理机,直到该进程终止或主动要求进入阻塞态。
抢占式:当一个进程正在处理机上执行时,如果有一个更重要更紧迫的进程需要处理机,则立即暂停正在执行的进程,将处理机分配给更重要更紧迫的那个进程。
下面介绍适用于早期操作系统几种进程调度的算法
先来先服务(FCFS):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。
下面表示按照先来先服务算法的执行顺序
计算进程的几个衡量指标:
短作业优先算法是非抢占式的算法,但是也有抢占式的版本—— 最短剩余时间优先算法(STRN,Shortest Remaining Time Next) 。
用于进程的调度算法称为短进程优先调度算法(SPF,Shortest Process First)。
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.。
因为进程1最先达到,此时没有其他线程,所以进程1先被服务。当进程1运行完后,进程2和3已经到达,此时进程3需要的运行时间比进程2少,所以进程3先被服务…
计算进程的几个衡量指标:
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 ,如果新到达的进程的所需的运行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。此外,当一个 进程完成时也需要调度 。
通过比较上面三组的平均周转时间、平均带权周转时间和平均等待时间可以看出,短作业优先算法可以减少进程的等待时间,对短作业有利。
高响应比优先算法: 非抢占式的调度算法 ,只有当前运行的进程主动放弃CPU时(正常/异常完成、或主动阻塞),才需要进行调度,调度时计算所有就绪进程的相应比,选响应比最高的进程上处理机。
响应比 = (等待时间 + 运行时间)/ 运行时间
上面的三种调度算法一般适用于 早期的批处理系统 ,没有考虑响应时间也不区分任务的紧急程度。因此对用户来说交互性差。
如发现错误,请指正!!!
Ⅲ 操作系统先进先出(FIFO)和先来先服务(FCFS)有什么区别
1.先来先服务调度算法(FCFS):就是按照各个作业进入系统的自然次序来调度作业。这种调度算法的优点是实现简单,公平。其缺点是没有考虑到系统中各种资源的综合使用情况,往往使短作业的用户不满意,因为短作业等待处理的时间可能比实际运行时间长得多。
2.先进先出算法(FIFO):按照进程进入就绪队列的先后次序来选择。即每当进入进程调度,总是把就绪队列的队首进程投入运行。
Ⅳ 常见的调度算法总结
一、FCFS——先来先服务和短作业(进程)优先调度算法
1. 先来先服务调度算法。
先来先服务(FCFS)调度算法是一种最简单的调度算法,该算法既可用于作业调度, 也可用于进程调度。FCFS算法比较有利于长作业(进程),而不利于短作业(进程)。由此可知,本算法适合于CPU繁忙型作业, 而不利于I/O繁忙型的作业(进程)。
2. 短作业(进程)优先调度算法。
短作业(进程)优先调度算法(SJ/PF)是指对短作业或短进程优先调度的算法,该算法既可用于作业调度, 也可用于进程调度。但其对长作业不利;不能保证紧迫性作业(进程)被及时处理;作业的长短只是被估算出来的。
二、FPF高优先权优先调度算法
1. 优先权调度算法的类型。
为了照顾紧迫性作业,使之进入系统后便获得优先处理,引入了最高优先权优先(FPF)调度算法。 此算法常被用在批处理系统中,作为作业调度算法,也作为多种操作系统中的进程调度,还可以用于实时系统中。当其用于作业调度, 将后备队列中若干个优先权最高的作业装入内存。当其用于进程调度时,把处理机分配给就绪队列中优先权最高的进程,此时, 又可以进一步把该算法分成以下两种:
1)非抢占式优先权算法
2)抢占式优先权调度算法(高性能计算机操作系统)
2. 优先权类型 。
对于最高优先权优先调度算法,其核心在于:它是使用静态优先权还是动态优先权, 以及如何确定进程的优先权。
3.动态优先权
高响应比优先调度算法为了弥补短作业优先算法的不足,我们引入动态优先权,使作业的优先等级随着等待时间的增加而以速率a提高。 该优先权变化规律可描述为:优先权=(等待时间+要求服务时间)/要求服务时间;即 =(响应时间)/要求服务时间
三、基于时间片的轮转调度算法
1.时间片轮转法。
时间片轮转法一般用于进程调度,每次调度,把CPU分配队首进程,并令其执行一个时间片。 当执行的时间片用完时,由一个记时器发出一个时钟中断请求,该进程被停止,并被送往就绪队列末尾;依次循环。
2. 多级反馈队列调度算法
多级反馈队列调度算法多级反馈队列调度算法,不必事先知道各种进程所需要执行的时间,它是目前被公认的一种较好的进程调度算法。 其实施过程如下:
1) 设置多个就绪队列,并为各个队列赋予不同的优先级。在优先权越高的队列中, 为每个进程所规定的执行时间片就越小。
2) 当一个新进程进入内存后,首先放入第一队列的末尾,按FCFS原则排队等候调度。 如果他能在一个时间片中完成,便可撤离;如果未完成,就转入第二队列的末尾,在同样等待调度…… 如此下去,当一个长作业(进程)从第一队列依次将到第n队列(最后队列)后,便按第n队列时间片轮转运行。
3) 仅当第一队列空闲时,调度程序才调度第二队列中的进程运行;
仅当第1到第( i-1 )队列空时, 才会调度第i队列中的进程运行,并执行相应的时间片轮转。
4) 如果处理机正在处理第i队列中某进程,又有新进程进入优先权较高的队列, 则此新队列抢占正在运行的处理机,并把正在运行的进程放在第i队列的队尾。
Ⅳ 以下五个作业,fcfs sjf hrrn三种调度算法平均周转时间,高响应比怎么算
作业调度算法 .
先来先服务(FCFS, First Come First Serve)是最简单的调度算法,按先后顺序进行调度。
定义:
按照作业提交或进程变为就绪状态的先后次序,分派CPU;
当前作业或进程占用CPU,直到执行完或阻塞,才出让CPU(非抢占方式)。
在作业或进程唤醒后(如I/O完成),并不立即恢复执行,通常等到当前作业或进程出让CPU。
适用场景:
比较有利于长作业,而不利于短作业。因为长作业会长时间占据处理机。
有利于CPU繁忙的作业,而不利于I/O繁忙的作业。
算法实现原理图:
2. 轮转法(Round Robin)
轮转法是让每个进程在就绪队列中的等待时间与享受服务的时间成正比例。
定义:
将系统中所有的就绪进程按照FCFS原则,排成一个队列。
每次调度时将CPU分派给队首进程,让其执行一个时间片。时间片的长度从几个ms到几百ms。
在一个时间片结束时,发生时钟中断。
调度程序据此暂停当前进程的执行,将其送到就绪队列的末尾,并通过上下文切换执行当前的队首进程。
进程可以未使用完一个时间片,就出让CPU(如阻塞)。
时间片长度的确定:
时间片长度变化的影响
过长->退化为FCFS算法,进程在一个时间片内都执行完,响应时间长。
过短->用户的一次请求需要多个时间片才能处理完,上下文切换次数增加,响应时间长。
对响应时间的要求:T(响应时间)=N(进程数目)*q(时间片)
就绪进程的数目:数目越多,时间片越小
系统的处理能力:应当使用户输入通常在一个时间片内能处理完,否则使响应时间,平均周转时间和平均带权周转时间延长。
算法实现原理图:
3. 多级反馈队列算法(Round Robin with Multiple Feedback)
多级反馈队列算法是轮转算法和优先级算法的综合和发展。
定义:
设置多个就绪队列,分别赋予不同的优先级,如逐级降低,队列1的优先级最高。每个队列执行时间片的长度也不同,规定优先级越低则时间片越长,如逐级加倍。
新进程进入内存后,先投入队列1的末尾,按FCFS算法调度;若按队列1一个时间片未能执行完,则降低投入到队列2的末尾,同样按FCFS算法调度;如此下去,降低到最后的队列,则按“时间片轮转”算法调度直到完成。
仅当较高优先级的队列为空,才调度较低优先级的队列中的进程执行。如果进程执行时有新进程进入较高优先级的队列,则抢先执行新进程,并把被抢先的进程投入原队列的末尾。
优点:
为提高系统吞吐量和缩短平均周转时间而照顾短进程。
为获得较好的I/O设备利用率和缩短响应时间而照顾I/O型进程。
不必估计进程的执行时间,动态调节
几点说明:
I/O型进程:让其进入最高优先级队列,以及时响应I/O交互。通常执行一个小时间片,要求可处理完一次I/O请求的数据,然后转入到阻塞队列。
计算型进程:每次都执行完时间片,进入更低级队列。最终采用最大时间片来执行,减少调度次数。
I/O次数不多,而主要是CPU处理的进程。在I/O完成后,放回优先I/O请求时离开的队列,以免每次都回到最高优先级队列后再逐次下降。
为适应一个进程在不同时间段的运行特点,I/O完成时,提高优先级;时间片用完时,降低优先级。
算法实现原理图:
4. 优先级法(Priority Scheling)
优先级算法是多级队列算法的改进,平衡各进程对响应时间的要求。适用于作业调度和进程调度,可分成抢先式和非抢先式。
静态优先级:
作业调度中的静态优先级大多按以下原则确定:
由用户自己根据作业的紧急程度输入一个适当的优先级。
由系统或操作员根据作业类型指定优先级。
系统根据作业要求资源情况确定优先级。
进程的静态优先级的确定原则:
按进程的类型给予不同的优先级。
将作业的情态优先级作为它所属进程的优先级。
动态优先级:
进程的动态优先级一般根据以下原则确定:
根据进程占用有CPU时间的长短来决定。
根据就绪进程等待CPU的时间长短来决定。
5.短作业优先法(SJF, Shortest Job First)
短作业优先又称为“短进程优先”SPN(Shortest Process Next);这是对FCFS算法的改进,其目标是减少平均周转时间。
定义:
对预计执行时间短的作业(进程)优先分派处理机。通常后来的短作业不抢先正在执行的作业。
SJF的特点:
(1) 优点:
比FCFS改善平均周转时间和平均带权周转时间,缩短作业的等待时间;
提高系统的吞吐量;
(2) 缺点:
对长作业非常不利,可能长时间得不到执行;
未能依据作业的紧迫程度来划分执行的优先级;
难以准确估计作业(进程)的执行时间,从而影响调度性能。
SJF的变型:
“最短剩余时间优先”SRT(Shortest Remaining Time)(允许比当前进程剩余时间更短的进程来抢占)
“最高响应比优先”HRRN(Highest Response Ratio Next)(响应比R = (等待时间 + 要求执行时间) / 要求执行时间,是FCFS和SJF的折衷)
6. 最高响应比优先法(HRN,Highest Response_ratio Next)
最高响应比优先法是对FCFS方式和SJF方式的一种综合平衡。FCFS方式只考虑每个作业的等待时间而未考虑执行时间的长短,而SJF方式只考虑执行时间而未考虑等待时间的长短。因此,这两种调度算法在某些极端情况下会带来某些不便。HRN调度策略同时考虑每个作业的等待时间长短和估计需要的执行时间长短,从中选出响应比最高的作业投入执行。
响应比R定义如下: R =(W+T)/T = 1+W/T
其中T为该作业估计需要的执行时间,W为作业在后备状态队列中的等待时间。每当要进行作业调度时,系统计算每个作业的响应比,选择其中R最大者投入执行。这样,即使是长作业,随着它等待时间的增加,W / T也就随着增加,也就有机会获得调度执行。这种算法是介于FCFS和SJF之间的一种折中算法。由于长作业也有机会投入运行,在同一时间内处理的作业数显然要少于SJF法,从而采用HRN方式时其吞吐量将小于采用SJF 法时的吞吐量。另外,由于每次调度前要计算响应比,系统开销也要相应增加。