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  • 最短任务优先调度策略是从运筹学中借鉴到计算机领域中的一种调度算法,它描述的策略可以简单概括为:先运行最短的任务,最后是次短的任务,如此下去。

    理想情况下,对操作系统中运行的进程作出如下假设:

    1.每一个工作运行相同的时间
    2.所有的工作同时到达

    3.工作一旦开始,每个工作保持运行直到完成.

    4.所有工作只是用的CPU(即他们不执行IO操作)

    5.每个工作的运行时间是已知的.

    先放宽假设1,即任务的运行时间可以存在差异.最短任务优先调度策略是从运筹学中借鉴到计算机领域中的一种调度算法,它描述的策略可以简单概括为:先运行最短的任务,最后是次短的任务,如此下去。

    假设存在任务A,B,C同时在t=0时刻到达,其中A执行需要100ms,B和C分别需要10ms.

    则SJF 调度策略可以表示为:

    定义周转时间

    周转时间 = 完成时间 - 到达时间

    周转时间是一个性能指标,另一种指标是公平,性能和公平在调度系统中是矛盾的,如调度程序可以优化性能,但代价是阻止一些任务运行,这就降低了公平.

    可以计算在这个例子中SJF调度策略的平均周转时间为:

    T=\frac{10+20+120}{3} = 50(ms)

    事实上,考虑所有工作同时到达的假设,可以证明SJF确实是一个最优的调度算法,现在给出证明.

    假设被调度进程集合有n个元素.对这n个进程的任意排列

    \{P_0, P_1, P_2, \cdots, P_{n-1}\}

    ,便是一种调度方案.

    设T为任意一种调度策略产生的平均周转时间,则

    T=\frac{T_0+(T_0+T_1)+\cdots\ +(T_0+T_1+\cdots +T_{n-1})}{n}

    Ti是第i+1个执行的进程的运行时间.

    对T0,T1,...,Tn-1递增排序,得Tk0 , Tk1, …… ,Tkn-1,设T'位SJF策略生成的调度方案的平均周转时间,则:

    T' = [ Tk0 + (Tk0 + Tk1)+……+( Tk0 + Tk1 + ……+ Tkn-1)]/n

    对比构成T和T'的每个累加项,后者永远不大于前者,T'是T中最小值.故,能够产生T'的调度方案必为理论最优,而T2调度方案是SJF生成的,得证.

    因此,找到了一个用SJF进行调度的好方法,但是所有任务同时到达仍然是不符合实际的,现在假设任务可以随时到达,而不在是同时到达,会导致什么玩儿你他.

    假设A在t=0时刻到达,且需要运行100ms,而B和C在A之后不久(t=10ms)到达,他们仍然被迫等到A完成,从而遭遇到护航问题.

     

    T=\frac{100+110-10+120-10}{3} = 103.33(ms)

    为了解决这个问题,需要放宽条件(工作必须保持运行直到完成),还需要调度程序本省的一些机制,由于系统提供了时钟终端和上下文切换,当B和C到达时调度程序可以做一些事情,比如抢占A,运行另外一个工作.根据前面的定义,工作一旦开始,必须继续直到完成,所以SJF是一种非抢占式的调度程序,因此存在上述问题.

    所以这里就引出了另外一种调度程序,叫做(STCF, shortest-time  to completion First)或抢占是最短作业优先算法.每当新工作进入系统时,它就会确定剩余工作和新工作作用,谁的剩余时间最少,然后调度剩余时间最少的工作.因此,在STCF中,上面的例子将按照如下时间线运行:

    平均周转时间变为:

    T=\frac{20-10+30-10+120}{3} = 50(ms)

    和同时到达的sjf模式一样,考虑到新的假设,STCF可以证明是最优的.考虑到所有工作同时到达,SJF是最优的.所以可以看到,STCF的最优性是符合直觉的.

    结束!

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  • 假设系统按单值方式运行且采用最短作业优先算法,有J1,J2,J3,J4共4个作业同时到达,则以下哪几种情况下的平均周转时间为10分钟? 正确答案: B C 你答案: B C (正确) 执行时间J1:1分钟 J2:5分钟 J3:9...

    假设系统按单值方式运行且采用最短作业优先算法,有J1,J2,J3,J4共4个作业同时到达,则以下哪几种情况下的平均周转时间为10分钟?

    正确答案: B C   你的答案: B C (正确)

    执行时间J1:1分钟 J2:5分钟 J3:9分钟 J4:13分钟
    执行时间J1:1分钟 J2:4分钟 J3:7分钟 J4:10分钟
    执行时间J1:2分钟 J2:4分钟 J3:6分钟 J4:8分钟
    执行时间J1:3分钟 J2:6分钟 J3:9分钟 J4:12分钟

    首先,短作业优先则短时间的作业利用资源,其余的作业等待
    根据平均周转时间概念,将所有作业"等待时间"加上"运行时间"除以"作业数量"即可得到平均周转时间
    A: (J1执行1分钟 + J2等待1分钟 + J2执行5分钟 + J3等待6分钟 + J3执行9分钟 + J4等待15分钟 + J4执行13分钟) / 4  = 50/4 = 12.5
    B:  (J1执行1分钟 + J2等待1分钟 + J2执行4分钟 + J3等待5分钟 + J3执行7分钟 + J4等待12分钟 + J4执行10分钟) / 4  = 40/4 = 10
    C: (J1执行2分钟 + J2等待2分钟 + J2执行4分钟 + J3等待6分钟 + J3执行6分钟 + J4等待12分钟 + J4执行8分钟) / 4    = 40/4 = 10
    D:  (J1执行3分钟 + J2等待3分钟 + J2执行6分钟 + J3等待9分钟 + J3执行9分钟 + J4等待18分钟 + J4执行12分钟) / 4  = 50/4 = 12.5

    选BC


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  • 各种调度算法的学习思路: 调度算法的评价指标: 一、先来先服务算法(FCFS):First Come First Serve ...很多书上都会说“SJF最短作业优先调度算法的平均等待时间、平均周转时间最少” 严格来说

    各种调度算法的学习思路:

    在这里插入图片描述

    调度算法的评价指标:

    在这里插入图片描述

    一、先来先服务算法(FCFS):First Come First Serve

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    二、最短作业优先算法(SJF非抢占式):Shortest Job First

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    三、最短剩余时间优先算法SRTN(等价于抢占式SJF):Shortest Remaining Time Next

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    注意几个小细节:

    1. 如果题目中未特别说明,所提到的“短作业/进程优先算法”默认是非抢占式的
    2. 很多书上都会说“SJF最短作业优先调度算法的平均等待时间、平均周转时间最少”
      严格来说,这个表述是错误的,不严谨的。之前的例子表明,SRTN最短剩余时间优先算法得到的平均等待时间、平均周转时间更少!
      应该加上一个条件“在所有进程同时可运行时,采用SJF调度算法的平均等待时间、平均周转时间最少”;或者说“在所有进程都几乎同时到达时,采用SJF调度算法的平均等待时间、平均周转时间最少”;如果不加上述前提条件,则应该说“抢占式的短作业/进程优先调度算法(最短剩余时间优先,SRNT算法)的平均等待时间、平均周转时间最少”
    3. 虽然严格来说,SJF的平均等待时间、平均周转时间并不一定最少,但相比于其他算法(如FCFS),SIF依然可以获得较少的平均等待时间、平均周转时间
    4. 如果选择题中遇到“SJF算法的平均等待时间、平均周转时间最少”的选项,那最好判断其他选项是不是有很明显的错误,如果没有更合适的选项,那也应该选择该选项

    在这里插入图片描述

    四、最高响应比优先算法HRRN:Highest Response Ratio Next

    响应比 = (等待时间 + 要求服务时间)/ 要求服务时间
    注意: 这里的要求服务时间其实就是等待时间!
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    五、对四种算法的总结:

    在这里插入图片描述

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  • 程序需要计算出每个进程开始执行时间、结束时间、周转时间和带权周转时间,并为整个进程序列计算平均周转时间和平均带权周转时间。程序将计算结果按一定格式显示在计算机屏幕上或输出到文件中。打印出进程调度...
  • 本实验目的是编程模拟实现几种常用进程调度算法,通过对几组进程分别使用不同调度算法,计算进程的平均周转时间和平均带权周转时间,比较各种算法的性能优劣。 2. 实验原理 [1]. 进程调度算法描述 进程调度...
  • 若被调度进程集合恒定,考察指标为平均周转时间,试证明SJF策略生成调度方案理论最优 证明: 假设被调度进程集合有n个元素.对这n个进程任意排列{P0,P1,P2,...,Pn-1},便是一种调度方案. 设T1为任意进程调度方案...

    题目:

    若被调度进程集合恒定,考察指标为平均周转时间,试证明SJF策略生成的调度方案理论最优


    证明:

    假设被调度进程集合有n个元素.对这n个进程的任意排列{P0,P1,P2,...,Pn-1},便是一种调度方案.


    设T1为任意进程调度方案产生的平均周转时间,注意:此处T1是值不确定的!T1=[M0+(M0+M1)+...+(M0+M1+...+Mn-1)]/n;Mi是第i+1个执行的进程的运行时间!!!


    对M0,M1,...,Mn-1递增排序,得Mk0  M k1 …… M k n-1,设T2位SJF策略生成的调度方案的平均周转时间,则:

    T2 = [ Mk0 + (Mk0 + M k1)+……+( Mk0 + M k1 + ……+ M k n-1]/n


    对比构成T1和T2的每个累加项,后者永远不大于前者,T2是T1中最小值.故,能够产生T2的调度方案必为理论最优,而T2调度方案是SJF生成的,得证.


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  • 先来先服务是最简单策略,也成为先进先出FIFO。首先它是一个非抢占...对于下列三个作业,采用不可抢占调度方式:先来先服务(FIFO)和短作业优先(SJF)调度算法,分别计算它们的平均周转时间。 &n.
  • 最短作业优先调度算法平均等待时间 例:三个作业J1,J2,J3一起到达,分别对应执行时间为24,3,3,则最短作业优先...周转时间 等待时间=周转时间-运行时间 0-3 J2 3-0=3 3 0 3-6 J3 6-0=6 6 3 6-30 J1 30-0=30 30
  • 假设有a.b.c.d.e五个进程,其到达时间和服务时间由下表给出,计算在采用先来先服务调度算法最短作业优先算法的平均周转时间和平均带权周转时间,并指出他们调度顺序及完成时间。 进程 到达时间 服务时间 ...
  • CPU调度算法

    2019-10-04 11:52:20
    批处理系统中调度算法: *需要考虑因素: 1. 吞吐量 2. cpu利用率 3.... 4....优点:平均周转时间最短 缺点:不公平,短任务多时,长任务一直得不到执行,产生starvation。 3....
  • 进程调度算法

    2020-11-25 22:21:29
    平均等待时间、平均周转时间最少。 优先级调度算法 非剥夺式 剥夺式:适合用于刚好有任务紧急任务需要先完成 高响应比优先算法 综合了 FCFS 和 SJF,同时考虑了每个作业等待时间和估计运行时间 时间片...
  • 1. CPU利用率高(批处理系统) 2. 系统吞吐量高(批处理系统) 吞吐量是指在单位时间内系统所完成...使得平均周转时间最短,不仅能有效地提高系统资源利用率,而且还可使大多数用户都感到满意。 4. 等待时间短 .
  • 最短进程优先算法是一种非剥夺式算法,总是选取预计作业时间最短的作业优先运行;最短剩余时间优先算法是非剥夺式的,但可以改造成剥夺式的调度算法,称抢占式最短作业优先算法。 至于二者的平均周转时间,比如有四...
  • 进程调度算法、页面置换算法

    千次阅读 2018-06-18 22:34:12
    一、进程调度算法 1、先来先服务调度算法FCFS 先到进程先调度,执行过程不会被中断直到进程结束...优点:平均周转时间最短,进程等待时间缩短,可以增大系统吞吐量。 缺点:难以准确预估进程执行时间,开销较大...
  • 1. 先进先出进程调度算法(FIFO) (先来先服务FCFS) 按照进程就绪先后次序来调度进程。... 优点: 平均周转时间,带权平均周转时间都改善 缺点: 对长作业非常不利,不能保证紧迫性进程得到及时处理,估计运行时间不准确
  • 只列举了几个比较常用调度算法,在面试时能完整地回答出这四个,我觉得就不错了,至于其他复杂调度算法可以自行去百度。 文章目录1、先来先服务调度算法(FCFS)2、短作业优先调度算法...优点:平均周转时间最短,进程
  • 进程调度算法 1、先来先服务调度算法FCFS ...优点:平均周转时间最短,进程等待时间缩短,可以增大系统吞吐量。 缺点:难以准确预估进程执行时间,开销较大;不利于长进程,有可能“饥饿”现象。 3、高...
  • 作业调度算法(中文

    2012-04-27 05:56:59
    最短作业优先(SJF)原则进行调度,输出作业调度顺序及平均周转时间, (平均带权周转时间)。 选做: 按响应比优先原则进行调度,输出作业调度顺序及平均周转时间,平均带权周转时间。
  • 对于下列每种调度算法,计算其平均周转时间和平均等待时间,进程切换开销可忽略: (a)时间片轮转(假设时间片尾2min) (b)优先级调度 (c)先来先服务(按照次序10、6、2、4、8) (d)最短作业优先 对于以上...
  • 可以降低平均周转时间。缺点:当短作业不断到来时,长作业就会出现饥饿现象,得不到执行。 3.最短剩余时间优先:是抢占式,当新来进程等待时间大于自己运行时间时,抢占资源。开始运行 4.最高响应比优先:算...
  • 进程调度算法总结

    2020-11-23 14:52:33
    批处理系统需求有高吞吐量(单位时间完成总作业量)和减少平均周转时间(平均每个作业从提交到完成所经历时间)等。涉及到操作系统调度算法包括: 先来先服务 作业按照先来后到顺序依次执行。 优点:...
  • 可以证明,如果任务都是同一时间来的,那么这个算法的平均周转时间最小。因为第一个执行的任务在平均值里面的权重最大。 3.最短剩余时间:抢占式的算法,按照剩余时间 4.时间片轮转:每一个进程都运行一个时间片,...
  • 短进程优先调度算法

    2013-02-06 03:43:49
    这是对FCFS算法的改进,其目标是减少平均周转时间。 定义 对预计执行时间短作业(进程)优先分派处理机。通常后来短作业不抢先正在执行作业。 SJF特点 (1) 优点: 比FCFS改善平均周转时间和平均带权周转时间...
  • 计算进程的平均周转时间和平均带权周转时间。 3. 实验内容 (1)编程实现本实验程序,要求: [1]. 建立进程进程控制块,进程控制块至少包括: a) 进程名称; b) 进程需要执行时间; c) 进入就绪队列时间; d) ...
  • 文章目录一、实现内容二... 对每种调度算法都要求打印每个作业开始运行时刻、完成时刻、周转时间、带权周转时间,以及这组作业的平均周转时间及带权平均周转时间,以比较各种算法的优缺点。 (2) 编写并调度一个多道
  • 这种算法在我们的《算法与数据结构》中也是常见的,对于多个即将执行的任务,每一次都选择最短的先执行,执行完之后再执行次短的,以此类推,这样一来,每个任务的周转时间都是最小的,平均周转时间也就是最小的。...
  • FCFS、SJF、HRN调度算法

    万次阅读 2015-11-12 14:36:12
    此程序是模拟作业调度中先来先服务算法(fcfs),最短作业优先算法(sjf),最高响应比优先... avg() 函数功能是计算平均周转时间和平均带权周转时间并输出。     源代码:   #include #define MAX 10
  • 《操作系统概论》调度算法小总

    热门讨论 2018-04-08 15:28:37
     适合长进程,不会有短进程造成的周转时间过长,系统平均周转时间也比较长的问题 (SPF)短进程优先调度算法  从就绪队列中选择估计运行时间最短的进程,将处理机分配给它;  能有效降低进程的平均等待实践...

空空如也

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平均周转时间最短的算法