操作系统-先来先服务算法FCFS(C语言)

先来先服务和优先数调度算法c语言

一、前言

操作系统中的进程调度是指在多道程序环境下，按照一定的规则从就

绪队列中选择一个进程，将CPU分配给它运行。常用的进程调度算法有先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、时间片轮转（RR）等。本文将介绍两种常见的进程调度算法：先来先服务和优先数调度

算法，并给出相应的C语言实现。

二、先来先服务算法

1. 算法原理

FCFS即First Come First Served，也称为FIFO（First In First Out），是一种非抢占式的进程调度算法。按照任务到达时间的顺序进行处理，即谁先到达谁就被处理。

2. 算法流程

（1）按照任务到达时间排序；

（2）依次执行每个任务，直至所有任务都完成。

3. C语言实现

下面是一个简单的FCFS程序：

```c

#include <stdio.h>

struct process {

int pid; // 进程ID

int arrival_time; // 到达时间

int burst_time; // 执行时间

int waiting_time; // 等待时间

};

int main() {

struct process p[10];

int n, i, j;

float avg_waiting_time = 0;

printf("请输入进程数：");

scanf("%d", &n);

for (i = 0; i < n; i++) {

printf("请输入第%d个进程的信息：\n", i + 1); printf("进程ID：");

作业调度算法先来先服务算法短作业算法

《操作系统》实验报告题目：作业调度算法

班级：网络工程

姓名：朱锦涛

学号：

一、实验目的

用代码实现页面调度算法，即先来先服务（FCFS）调度算法

、短作业优先算法、高响应比优先调度算法。通过代码的具体实现，加深对算法的核心的理解。

二、实验原理

1.先来先服务（FCFS）调度算法

FCFS是最简单的调度算法，该算法既可用于作业调度，也可用于进程调度。当在作业调度中采用该算法时，系统将按照作业到达的先后次序来进行调度，或者说它是优先考虑在系统中等待时间最长的作业，而不管该作业所需执行的时间的长短，从后备作业队列中选择几个最先进入该队列的作业，将它们调入内存，为它们分配资源和创建进程。然后把它放入就绪队列。

2.短作业优先算法

SJF算法是以作业的长短来计算优先级，作业越短，其优先级越高。作业的长短是以作业所要求的运行时间来衡量的。SJF算法可以分别用于作业和进程调度。在把短作业优先调度算法用于作业调度时，它将从外存的作业后备队列中选择若干个估计运行时间最短的作业，优先将它们调入内存。3、高响应比优先调度算法

高响应比优先调度算法则是既考虑了作业的等待时间，又考虑了作业的运行时间的算法，因此既照顾了短作业，又不致使长作业等待的时间过长，从而改善了处理机调度的性能。

如果我们引入一个动态优先级，即优先级是可以改变的令它随等待的时间的延长而增加，这将使长作业的优先级在等待期间不断地增加，等到足够的时间后，必然有机会获得处理机。该优先级的变化规律可以描述为：优先权 = （等待时间 + 要求服务时间）/要求服务时间

先来先服务FCFS

早期的磁盘调度算法

磁盘调度的目标是使磁盘的平均寻道时间最少。

先来先服务FCFS（First-come，First-served）

一种最简单的磁盘调度算法。它根据进程请求访问磁盘的先后次序进行调度。

最短寻道时间优先SSTF（Shortest Seek Time First）

该算法选择这样的进程，其要求访问的磁道与当前磁头所在的磁道，距离最短，以使

每次的寻道时间最短，但这种调度算法却不能保证平均寻道时间最短。

FCFS调度算法示例SSTF调度算法示例

操作系统——先来先服务（FCFS）和短作业优先（SJF）调度算法

进程号

到达时刻服务时间(⼩时)A

9:002B

9:301C

9:400.5D

10:300.4进程号到达时刻服务时间（⼩

时）

开始时间完成时间周转时间（⼩时）带权周转时间A

9:00291121B

9:3011112 2.5 2.5C

9:400.51212:30 2.83 5.66D

10:300.412:3012:54 2.46操作系统——先来先服务（FCFS ）和短作业优先（SJF ）调度算

法

例题：

计算在单CPU 环境下,采⽤FCFS 调度算法、SJF 优先调度算法时的平均周转时间和平均带权周转时间,并指出它们的调度顺序。

公式：

周转时间 = 完成时间 - 到达时间

带权周转时间 = 周转时间 / 服务时间

平均周转时间 = 周转时间 / 进程数量

平均带权周转时间 = 带权周转时间 / 进程数量

完成时间的计算⽅法不同，分别如下：

先来先服务（FCFS ）调度算法：

FCFS 调度顺序：A 、B 、C 、D （先来先服务）

FCFS 完成时间：A (完成时间)=A (到达时间)+A (服务时间)=9+2=11

B (完成时间)=A (完成时间)+B (服务时间)=11+1=12

C (完成时间)=B (完成时间)+C (服务时间)

D (完成时间)=C (完成时间)+D (服务时间)

（该进程完成时间 =上⼀进程的完成时间 + 这个进程的服务时间）

单位要转化

进程号到达时刻服务时间（⼩

时）

开始时间完成时间周转时间（⼩时）带权周转时间A

9:00291121B

9:30111:5412:54 3.4 3.4C

9:400.511:2411:54 2.4 4.8D

操作系统进程调度实验

操作系统进程调度是操作系统中非常重要的一个功能，它决定了多个进程的执行顺序和调度策略。进程调度的好坏直接影响着系统的性能和资源利用率。本实验旨在通过实现一个简单的进程调度模拟，了解不同的调度算法，探讨其优劣和适用场景。

一、实验目的和原理

本实验的目标是实现进程调度模拟，并探究不同调度算法的性能和适用场景。通过实验，我们可以了解以下内容：

1.进程调度算法的基本原理和实现方式；

2.比较不同调度算法的优劣和特点；

3.了解不同调度算法在不同场景下的应用。

二、实验环境和工具

本实验使用C语言进行实现，可以选择任何一种编程环境和工具，例如Dev-C++、Visual Studio等。

三、实验过程及方法

1.实现一个进程控制块（PCB）的数据结构，用来保存进程的相关信息，包括进程ID、进程状态、优先级等。

2.实现一个进程队列，用来保存就绪队列中的进程。可以使用数组或链表等数据结构实现。

3. 实现不同调度算法的函数，包括先来先服务（FCFS）、最短作业

优先（SJF）、优先级调度（Priority Scheduling）和时间片轮转（Round Robin）等。

4.根据实际需求生成一批进程，设置其信息，并根据不同算法进行调度。

5.对比不同算法的运行结果和性能，分析其优劣。

四、实验结果和分析

通过实验，我们可以得到每个算法的平均等待时间、平均周转时间和

吞吐量等性能指标。根据这些指标，我们可以对不同算法进行评价和分析。

1.先来先服务（FCFS）算法

FCFS算法是最简单的调度算法，按照进程到达的顺序进行调度。它

操作系统实验_先来先服务的调度算法及短作业优先

1.引言

操作系统的调度算法是指在多进程环境中，操作系统为进程分配CPU 的顺序和策略。先来先服务（FCFS）调度算法是最简单的调度算法之一，它按照进程到达的顺序为其分配CPU。而短作业优先（SJF）调度算法是根据进程的执行时间来为其分配CPU，执行时间越短的进程越先执行。本文将分别介绍FCFS调度算法和SJF调度算法，并对其进行评价和比较。

2.先来先服务（FCFS）调度算法

2.1调度原理

FCFS调度算法的原理非常简单，按照进程到达的顺序为其分配CPU。当一个进程进入就绪队列后，如果CPU空闲，则立即为其分配CPU。如果CPU正忙，则进程进入等待队列，等待CPU空闲后再分配。在该算法中，进程的运行时间不考虑，只考虑进程到达的时间。

2.2优点与缺点

FCFS调度算法的主要优点是实现简单，无需对进程的运行时间进行估计。但FCFS算法存在一定的缺点。首先，长作业在短作业前面等待的时间较长，可能导致长作业的响应时间过长。其次，如果有一个进程出现阻塞或响应时间过长，其后面的进程也会受到影响，造成整个系统的性能下降。

3.短作业优先（SJF）调度算法

3.1调度原理

短作业优先（SJF）调度算法是根据进程的执行时间来为其分配CPU。当一个进程进入就绪队列后，如果其执行时间比当前正在运行的进程短，

则优先为该进程分配CPU。如果当前没有运行的进程或者当前运行的进程

执行完毕，则立即为该进程分配CPU。在该算法中，进程的到达时间不考虑，只考虑进程的执行时间。

3.2优点与缺点

操作系统实验报告——调度算法

1. 实验目的

本实验旨在探究操作系统中常用的调度算法，通过编写代码模拟不同的调度算法，了解它们的特点和应用场景。

2. 实验环境

本次实验使用的操作系统环境为Linux，并采用C语言进行编码。

3. 实验内容

3.1 调度算法1：先来先服务（FCFS）

FCFS调度算法是一种简单且常见的调度算法。该算法按照进程到达的先后顺序进行调度。在本实验中，我们使用C语言编写代码模拟FCFS算法的调度过程，并记录每个进程的等待时间、周转时间和响应时间。

3.2 调度算法2：最短作业优先（SJF）

SJF调度算法是一种非抢占式的调度算法，根据进程的执行时间来选择下一个要执行的进程。在本实验中，我们使用C语言编写

代码模拟SJF算法的调度过程，并计算每个进程的等待时间、周转

时间和响应时间。

3.3 调度算法3：轮转调度（Round Robin）

Round Robin调度算法是一种经典的时间片轮转算法，每个进

程在给定的时间片内依次执行一定数量的时间。如果进程的执行时

间超过时间片，进程将被暂时挂起，等待下一次轮转。在本实验中，我们使用C语言编写代码模拟Round Robin算法的调度过程，并计

算每个进程的等待时间、周转时间和响应时间。

4. 实验结果分析

通过对不同调度算法的模拟实验结果进行分析，可以得出以下

结论：

- FCFS算法适用于任务到达的先后顺序不重要的场景，但对于执行时间较长的进程可能会导致下一个进程需要等待较久。

- SJF算法适用于任务的执行时间差异较大的场景，能够提高

整体执行效率。

操作系统五种进程调度算法的代码

一、先来先服务（FCFS）调度算法

先来先服务（FCFS）调度算法是操作系统处理进程调度时比较常用的算法，它的基本思想是按照进程的提交时间的先后顺序依次调度进程，新提交的进程会在当前运行进程之后排队，下面通过C语言代码来实现先来先服务（FCFS）调度算法：

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

//定义进程的数据结构

struct Process

int pid; // 进程标识符

int at; // 到达时间

int bt; // 执行时间

};

//进程调度函数

void fcfs_schedule(struct Process *processes, int n)

int i, j;

//根据进程的到达时间排序

for(i = 0; i < n; i++)

for(j = i+1; j < n; j++)

if(processes[i].at > processes[j].at) struct Process temp = processes[i]; processes[i] = processes[j];

processes[j] = temp;

//获取各个进程执行完毕的时间

int ct[n];

ct[0] = processes[0].at + processes[0].bt; for(i = 1; i < n; i++)

if(ct[i-1] > processes[i].at)

ct[i] = ct[i-1] + processes[i].bt;

操作系统课程设计--磁盘调度先来先服务算法

《操作系统原理》

课程设计报告书

题目：磁盘调度先来先服务算法学号：

学生姓名：

专业：计算机科学与技术

指导教师：

2014 年5 月29

1 功能描述 (2)

功能实现思想 (2)

功能详述 (2)

2 系统设计 (2)

系统总体设计 (2)

数据结构描述 (2)

函数功能分析 (2)

程序函数调用关系 (3)

系统详细设计 (3)

设计任务 (3)

设计要求 (3)

算法思想 (3)

FCFS 算法流程图 (4)

3 系统实现 (4)

4 系统测试与分析 (5)

系统运行结果 (5)

系统运行结果分析 (5)

5 总结 (6)

参考文献 (6)

附：源程序代码 (7)

教师评分表 (10)

1 功能描述

根据进程请求访问磁盘的先后次序进行调度，从而计算出磁头移动的总距离和平均寻道长度。

功能实现思想

这是一种比较简单的磁盘调度算法。它根据进程请求访问磁盘的先后次序进行调度。此算法的优点是公平、简单，且每个进程的请求都能依次得到处理，不会出现某一进程的请求长期得不到满足的情况。此算法由于未对寻道进行优化，在对磁盘的访问请求比较多的情况下，此算法将降低设备服务的吞吐量，致使平均寻道时间可能较长，但各进程得到服务的响应时间的变化幅度较小。

功能详述

根据进程请求访问磁盘的先后次序进行调度，首先根据提示输入总的磁道数、提出磁盘I/O申请的进程数、开始磁道号和磁道序列。通过程序调用函数输出磁盘请求序列和磁盘扫描序列，从而计算出磁头移动的总距离和平均寻道长度。

2 系统设计

系统总体设计

数据结构描述

void?FCFS(int?cidao[],int?m)输入磁道号，按先来先服务的策略输出磁盘请求序列和磁盘扫描序列，求移动的总距离和平均寻道长度，输出移动的总磁道数和平均寻道长度。

进程调度模拟设计——先来先服务最高响应比优先调度算法

进程调度模拟设计——先来先服务最高响应比优先调度

算法

进程调度是操作系统中非常重要的一部分，它负责根据一定的调度算

法从就绪态的进程队列中选择下一个运行的进程。在这篇文章中，我将介

绍两种常见的进程调度算法：先来先服务调度（FCFS）和最高响应比优先

调度（HRRN）。

1.先来先服务调度（FCFS）：

先来先服务调度算法是一种非抢占式调度算法，按照进程到达的顺序

依次进行调度。即当一个进程到达后，它将被插入到就绪队列的末尾。当

前运行的进程执行完毕后，将选择队列中的第一个进程来执行。

先来先服务调度算法的优点是简单、公平，不会发生饥饿现象。然而，它有一个显著的缺点，即无法考虑进程的执行时间和优先级。如果一个长

时间运行的进程到达了队列，所有其他进程都要等待它完成，这可能导致

其他进程的等待时间较长。

2.最高响应比优先调度（HRRN）：

最高响应比优先调度算法是一种动态优先级调度算法，它考虑了进程

的等待时间和执行时间。响应比定义为(等待时间+服务时间)/服务时间。

当一个进程等待的时间越长，它的响应比越高，优先级越高。

最高响应比优先调度算法会选择具有最高响应比的进程来执行。如果

两个进程的响应比相同，则按照先来先服务的原则进行选择。当一个进程

到达后，它将被插入到就绪队列中，并根据响应比进行排序。

最高响应比优先调度算法的优点是可以避免长时间运行的进程造成其他进程的饥饿现象，提高了系统的响应性。然而，它的实现相对复杂，需要计算每个进程的响应比。

下面是两种调度算法的模拟设计：

先来先服务调度模拟设计：

1.定义一个就绪队列，用来保存到达的进程。

操作系统典型调度算法

在操作系统中存在多种调度算法，下⾯介绍⼏种常⽤的调度算法。

先来先服务(FCFS)调度算法

FCFS调度算法是⼀种最简单的调度算法，FCFS调度算法每次从就绪队列中选择最先进⼊该队列的进程，将处理机分配给它，使之投⼊运⾏，直到完成或因某种原因⽽阻塞时才释放处理机。

下⾯通过⼀个实例来说明FCFS调度算法的性能。假设系统中有4个作业，它们的提交时间分别是8、8.4、8.8、9，运⾏时间依次是2、1、0.5、0.2，系统⾤⽤FCFS调度算法，这组作业的平均等待时间、平均周转时间和平均带权周转时间见表2-3。

表2-3 FCFS调度算法的性能

作业号提交时间运⾏时间开始时间等待时间完成时间周转时间带权周转时间

182801021

28.4110 1.611 2.6 2.6

38.80.511 2.211.5 2.7 5.4

490.211.5 2.511.7 2.713.5

平均等待时间 t = (0+1.6+2.2+2.5)/4=1.575

平均周转时间 T = (2+2.6+2.7+2.7)/4=2.5

平均带权周转时间 W = (1+2.6+5.牡13.5)/4=5.625

FCFS调度算法属于不可剥夺算法。从表⾯上看，它对所有作业都是公平的，但若⼀个长作业先到达系统，就会使后⾯许多短作业等待很长时间，因此它不能作为分时系统和实时系统的主要调度策略。但它常被结合在其他调度策略中使⽤。例如，在使⽤优先级作为调度策略的系统中，往往对多个具有相同优先级的进程按FCFS原则处理。

FCFS调度算法的特点是算法简单，但效率低；对长作业⽐较有利，但对短作业不利（相对SJF和⾼响应⽐）；有利于CPU繁忙型作业，⽽不利于I/O繁忙型作业。

fcfs算法例题及详解

FCFS算法例题及详解

1. FC FS算法简介

F C FS（F ir st-C om e,F ir st-S er ve d）算法，即先来先服务算法，是

操作系统中最简单的一种调度算法。在FC F S算法中，进程按照到达顺序

被分配C PU资源，直到该进程完成或者发生某种事件中断。

F C FS算法的优点是实现简单，处理机利用率较高；缺点是平均等待时

间长，容易产生"饥饿"现象。

2. FC FS算法的调度过程

在F CF S算法中，进程按照到达顺序依次被调度执行。当一个进程到

达C PU时，如果C PU空闲，则立即将其分配给该进程；如果C PU正在执

行其他进程，则将该进程放入就绪队列的末尾等待。

3. FC FS算法的实例

3.1例题描述

某个系统中，有5个进程P1、P2、P3、P4和P5，它们到达C P U的时

间分别是1、3、6、7和10单位时间。进程的执行时间分别为4、6、2、1和3单位时间。现在我们使用F CF S算法对这些进程进行调度。

3.2解题过程及结果

根据FC FS算法的调度规则，我们可以得出如下的进程执行顺序：

1.P1到达CP U，分配C PU给P1，P1执行4个单位时间，总执行时间

为4。

2.P2到达CP U，P1执行完毕，分配C PU给P2，P2执行6个单位时

间，总执行时间为10。

3.P3到达CP U，P2执行完毕，分配C PU给P3，P3执行2个单位时

间，总执行时间为12。

4.P4到达CP U，P3执行完毕，分配C PU给P4，P4执行1个单位时间，总执行时间为13。

5.P5到达CP U，P4执行完毕，分配C PU给P5，P5执行3个单位时间，总执行时间为16。

【操作系统】先来先服务

1.算法原理

作业调度算法先来先服务：作业个数n,每个作业的到达时间为t1,t2,...,tn,服务时间为s1,s2,...,sn.先到的作业先进⼊cpu处理，其他作业等待。每个作业的周转时间=完成时间-到达时间，带权周转时间=周转时间/服务时间。平均周转时间=所有作业的周转时间/作业个数，平均带权周转时间=所有作业的带权周转时间/作业个数。

2.模块分析

数据结构：

定义⼀个结构体表⽰JCB，其中包括：进程名，到达时间，开始时间，服务时间，完成时间，周转时间，带权周转时间。

利⽤3个函数模拟FCFS。输⼊函数，FCFS核⼼函数，输出函数。

3.流程图

4.代码实现

1 #include<iostream>

2 #include<algorithm>

3using namespace std;

4struct P{

5int num;//进程编号

6int arrivedtime;//到达时间

7int starttime;//开始时间

8int servivetime;//服务时间

9int finishtime;//完成时间

10double zhouzhuantime;//周转时间

11double avezztime;//带权周转时间

12 };

13 P p[100];

14//按照到达时间升序排列

15bool cmp(P p1,P p2){

16return p1.arrivedtime<p2.arrivedtime;

17 }

18void inputP(int n){

操作系统四种调度算法

操作系统四重调度算法之一、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。当在作业调度中采用该算法时，每次调度都是从后备作业队列中选择一个或多个最先进入该队列的作业，将它们调入内存，为它们分配资源、创建进程，然后放入就绪队列。在进程调度中采用FCFS算法时，则每次调度是从就绪队列中选择一个最先进入该队列的进程，为之分配处理机，使之投入运行。该进程一直运行到完成或发生某事件而阻塞后才放弃处理机。

操作系统四重调度算法之二、短作业进程优先调度算法

短作业进程优先调度算法SJPF，是指对短作业或短进程优先调度的算法。它们可以分别用于作业调度和进程调度。短作业优先SJF的调度算法是从后备队列中选择一个或若干个估计运行时间最短的作业，将它们调入内存运行。而短进程优先SPF调度算法则是从就绪队列中选出一个估计运行时间最短的进程，将处理机分配给它，使它立即执行并一直执行到完成，或发生某事件而被阻塞放弃处理机时再重新调度。

操作系统四重调度算法之三、高优先权优先调度算法

1.优先权调度算法的类型

为了照顾紧迫型作业，使之在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。此算法常被用于批处理系统中，作为作业调度算法，也作为多种操作系统中的进程调度算法，还可用于实时系统中。当把该算法用于作业调度时，系统将从后备队列中选择若干个优先权最高的作业装入内存。当用于进程调度时，该算法是把处理机分配给就绪队列中优先权最高的进程，这时，又可进一步把该算法分成如下两种。

操作系统磁盘调度算法例题讲解

磁盘调度算法是操作系统中用于确定磁盘上数据访问顺序的算法。它的目标是提高磁盘I/O的效率，减少磁盘访问时间。

以下是一个例题，我们通过讲解来了解磁盘调度算法的工作原理。

假设一个磁盘上有以下请求序列：98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67。磁头起始位置为53，磁道编号从0到199。假设每个磁道的大小为1。

我们现在来分别讲解几种常见的磁盘调度算法如何处理这个请求序列：

1. 先来先服务算法（First Come First Serve, FCFS）

FCFS算法会按照请求的顺序进行处理。根据给定的请求序列，磁头依次移动到98，然后到达183，再到37，以此类推。计算总共移动的磁道数，得到结果为：98-53 + 183-98 + 183-37 + 122-37 + 122-14 + 124-14 + 124-65 + 67-65 = 640。

2. 最短寻道时间优先算法（Shortest Seek Time First, SSTF） SSTF算法会选择离当前磁头位置最近的请求进行处理。对于请求序列98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67，初始磁头位置为53，我们按照离当前位置最近的请求的顺序进行处理。首先找到最近的请求是37，磁头移动到37，然后移动到14，继续移动到65，以此类推。计算总共移动的磁道数，得到结果为：37-53 + 14-37 + 65-14 + 67-65 + 98-67 + 122-98 + 124-122 + 183-124 = 236。

操作系统实验_先来先服务的调度算法和短作业优先

操作系统中的进程调度算法是实现多道程序设计的关键，作为操作系

统中的调度器，它决定了进程在CPU上执行的顺序，直接影响到系统的性

能和响应时间。本文将重点介绍两种常用的进程调度算法：先来先服务调

度算法（FCFS）和短作业优先调度算法（SJF）。

先来先服务调度算法是一种最简单、最基础的调度算法，其实现非常

简单：按照进程到达CPU的先后顺序，将其依次调入CPU执行。当一个进

程进入就绪队列后，在CPU空闲的时候，就将其调入CPU执行，直到进程

执行完成或者主动放弃CPU时间片。这种调度算法的优势在于实现简单、

公平性好；但其缺点也很明显，由于没有考虑进程的执行时间长短，如果

一个长时间的进程先到达就绪队列，则会造成其他进程的等待时间过长，

导致系统的响应时间较长。

与FCFS相对的是短作业优先调度算法（Shortest Job First, SJF）。SJF调度算法会根据进程的相对执行时间长短来进行调度，即将执行时间

最短的进程优先调度进入CPU执行。SJF算法的关键在于如何估计进程的

执行时间，通常有两种方法：预测和历史信息。预测方法是根据进程的相

关信息，如进程的大小、执行时间等进行预测；而历史信息方法是根据以

往同类任务的执行时间的平均值或历史执行时间进行估算。在实际操作中，通常采用后者进行调度。SJF调度算法的优势在于可以最大程度地减少平

均等待时间，提高系统的响应效率。然而，该算法也存在一些问题，如如

何准确估算进程的执行时间、对长时间任务不够友好等。

两种调度算法各自都有其优势和劣势，因此在实际操作中需要根据具