第4章处理机调度
os4
(2) 应使设备有高的利用率;
(3) 每天执行尽可能多的作业; (4) 有快的响应时间
衡量一个作业调度算法是否满足系统设计要求的方 法: (1)对于批处理系统,由于主要用于计算,对于作 业的周转时间要求较高。因此,作业的平均周转时 间或平均带权周转时间,被作为衡量调度算法优劣 的标准。 (2)对于分时系统和实时系统来说,外加平均响应 时间被作为衡量调度策略优劣的标准。
衡量调度策略的几个常用指标
周转时间:是指一个作业提交给计算机系统后到
该作业的结果返回给用户所需要的时间。 吞吐率:是指在给定的时间内,一个计算机系统 所完成的总工作量。 响应时间:是指从用户向计算机发出一个命令到 计算机把相应的执行结果返回给用户所需要的时 间。 设备利用率:主要指输入输出设备的使用情况, 在有些要求I/O处理能力强(如管理信息系统)的 系统中,高设备利用率也是一个衡量调度策略好 坏的重要指标。
作业控制块
作业控制块(JCB:Job
Control Block)是作 业存在的唯一标识。作业控制块主要包括的具体 内容如下: 1.作业名 2.作业类型 3.资源要求 4.资源使用情况 5.优先级 6.当前状态
4.2.2作业调度目标与性能衡量
根据不同的目标,将会有不同的调度算法。这里先 介绍调度目标。 主要调度目标: (1) 对所有作业应该是公平合理的;
线程进入运行状态。也可称为低级调度或微观调度。
4.1.2 调度的层次(5)
多道批处理系统中:存在着作业调度和进程调度; 分时系统和实时系统中:一般不存在作业调度,而只有进程调度、 交换调度和线程调度;
因为,分时系统和实时系统中,为了缩短响应时间或为了满足 用户需求的截至时间,作业不是建立在外存,而是直接建立在内 存中。
第四章Operating System处理机管理
2. 面向系统的调度性能准则 吞吐量:单位时间内所完成的作业数, 吞吐量:单位时间内所完成的作业数,跟作 业本身特性和调度算法都有关系-- --批处理 业本身特性和调度算法都有关系--批处理 系统 处理机利用率:-- :--大中型主机 处理机利用率:--大中型主机 各种设备的均衡利用: 各种设备的均衡利用:如CPU繁忙的作业和 繁忙的作业和 I/O繁忙(指次数多,每次时间短)的作业搭 繁忙( 繁忙 指次数多,每次时间短) --大中型主机 配--大中型主机 3. 调度算法本身的调度性能准则 易于实现 执行开销小
2. 时间片长度的确定
时间片长度变化的影响
– 过长->退化为 过长- 退化为 退化为FCFS算法,进程在一个时间片内都执行 算法, 算法
完,响应时间长。 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 过短- 用户的一次请求需要多个时间片才能处理完 用户的一次请求需要多个时间片才能处理完, 下文切换次数增加,响应时间长。 下文切换次数增加,响应时间长。
4.2.4.3 线性优先级调度算法 Robin) (SRR, Selfish Round Robin)
统吞吐量
低级调度也称微观调度,从处理机资源分配的角度来看, 低级调度也称微观调度,从处理机资源分配的角度来看, 处理机需要经常选择就绪进程或线程进入运行状态, 处理机需要经常选择就绪进程或线程进入运行状态,低级 调度的时间尺度通常是毫秒级的。 调度的时间尺度通常是毫秒级的。由于低级调度算法的频 繁使用,要求在实现时做到高效 繁使用,
4.2.4.1 静态优先级
创建进程时就确定,直到进程终止前都不改变。通常 创建进程时就确定,直到进程终止前都不改变。 是一个整数。 是一个整数。
操作系统原理第四章 处理机调度习题
第四章处理机调度4.3 习题4.3.1 选择最合适的答案1.某系统采用了银行家算法,则下列叙述正确的是()。
A.系统处于不安全状态时一定会发生死锁B.系统处于不安全状态时可能会发生死锁C.系统处于安全状态时可能会发生死锁D.系统处于安全状态时一定会发生死锁2.银行家算法中的数据结构包括有可利用资源向量Available、最大需求矩阵Max、分配矩阵Allocation、需求矩阵Need,下列选项正确的是()。
A.Max[i,j]=Allocation[i,j]+Need[i,j]B.Need[i,j]= Allocation[i,j]+ Max[i,j]C.Max[i,j]= Available[i,j]+Need[i,j]D.Need[i,j]= Available[i,j]+ Max[i,j]3.下列进程调度算法中,()可能会出现进程长期得不到调度的情况。
A.非抢占式静态优先权法B.抢占式静态优先权法C.时间片轮转调度算法D.非抢占式动态优先权法4.在下列选项中,属于预防死锁的方法是()。
A.剥夺资源法B.资源分配图简化法C.资源随意分配D.银行家算法5.在下列选项中,属于检测死锁的方法是()。
A.银行家算法B.消进程法C.资源静态分配法D.资源分配图简化法6.在下列选项中,属于解除死锁的方法是()。
A.剥夺资源法 B.资源分配图简化法C.银行家算法 D.资源静态分配法7.为了照顾紧迫型作业,应采用()。
A.先来服务调度算法B.短作业优先调度算法C.时间片轮转调度算法D.优先权调度算法8.在采用动态优先权的优先权调度算法中,如果所有进程都具有相同优先权初值,则此时的优先权调度算法实际上和()相同。
A.先来先服务调度算法B.短作业优先调度算法C.时间片轮转调度算法D.长作业优先调度算法9.作业从后备作业到被调度程序选中的时间称为()。
A.周转时间B.响应时间C.等待调度时间D.运行时间10.资源静态分配法可以预防死锁的发生,它们使死锁四个条件中的()不成立。
第四章 操作系统处理机调试(张尧学)
等待事件
4.1.2 作业与进程
作业是用户向计算机提交任务的任务实体 进程是计算机为了完成用户任务实体而设置
的执行实体,是系统分配资源的基本单位
第四章 处第理9机页调度
4.2 作业调度
作业调度主要是完成作业从后备状态到执行状态的转 变,以及从执行状态到完成状态的转变
第四章 处第理1机0页调度
第四章 处第理1机9页调度
4.3.2 进程调度的时机
(1) 正在执行的进程执行完毕。 (2) 执行中进程自己调用阻塞原语将自己阻塞起来进入睡眠等待状态。 (3) 执行中进程调用了P原语操作,从而因资源不足而被阻塞;或调用
了V原语操作激活了等待资源的进程队列。 (4) 执行中进程提出I/O请求后被阻塞。 (5) 在分时系统中时间片已经用完。 (6) 在执行完系统调用
第四章 处第理1机2页调度
图4.3 作业调度中状态的转换过程 第四章 处第理1机3页调度
4.2.2 作业调度目标与性能衡量
作业调度的功能最主要的是从后备作业队列中选取一批作 业进入执行状态。
调度目标主要是以下4点: (1) 对所有作业应该是公平合理的; (2) 应使设备有高的利用率; (3) 每天执行尽可能多的作业; (4) 有较快的响应时间。
主要功能是按照一定的策略选择一个处于就绪状态的进程, 使其获得处理机执行。根据不同的系统设计目的,有各种各样 的选择策略,例如系统开销较少的静态优先数调度法,适合于 分时系统的轮转法和多级反馈轮转法等。这些选择策略决定了 调度算法的性能 (3) 进行进程上下文切换
一个进程的上下文(context)包括进程的状态、有关变量 和数据结构的值、硬件寄存器的值和PCB以及有关程序等
高级调度"。从用户工作流程的角度,一次提交的若干个流程, 其中每个程序按照进程调度。时间上通常是分钟、小时或天 (2) 交换调度:中级调度,从存储器资源的角度。将进程的部分 或全部换出到外存上,将当前所需部分换入到内存。指令和数据 必须在内存里才能被CPU直接访问。 (3)进程或线程调度:低级调度(微观调度),又称为"微观调度 "、"低级调度"。从CPU资源的角度,执行的单位。时间上通常 是毫秒。因为执行频繁,要求在实现时达到高效率
逄 第四章处理机调度习题课
进入时间 离开时间 周转时间 执行时间 带权 周转时间
1 2 3 4 5
0 0 0 0 0
10 11 13 14 19
10 11 13 14 19
13.4
10 1 2 1 5
1 11 6.5 14 3.8
7.26
0 J1 J2 J3 J4 J5
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20 T
RR
0 J1 J2 J3 J4 J5
解: 先调度作业1 1)先调度作业1。 周转时间为T1=Tw1+Tr1=0+2.0=2.0 周转时间为T1=Tw1+Tr1=0+2.0=2.0 带权周转时间为W1=2.0/2.0=1 带权周转时间为W1=2.0/2.0=1 在作业1运行的完成时刻10:00分别计算作业2 10:00分别计算作业 2)在作业1运行的完成时刻10:00分别计算作业2、3、4的响 应比R 应比R 作业2等待时间10:00 8:50=1时10分=1.17小时 10:00小时, ①作业2等待时间10:00-8:50=1时10分=1.17小时, R=1+1.17/0.5=3.34 作业3等待时间10:00 9:00=1时=1.0小时 10:00小时, ②作业3等待时间10:00-9:00=1时=1.0小时, R=1+1.0/0.1=11.0 ③作业4等待时间10:00-9:50=10分=0.17小时, 作业4等待时间10:00-9:50=10分=0.17小时, 10:00 小时 R=1+0.17/0.2=1.85 故应调度作业3,周转时间T3=1.0+0.1=1.1小时, 3,周转时间T3=1.0+0.1=1.1小时 故应调度作业3,周转时间T3=1.0+0.1=1.1小时,带权周转时间 W3=1.1/0.1=11.0
操作系统-第4章题
1.(c )算法综合考虑作业的等待时间和计算时间。
A.先来先服务B.计算时间短的作业优先C.响应比高者优先D.优先级1.( )FIFO调度算法是最公平的调度算法。
3.(6分)假设有四个作业,它们的提交时间和需要的计算时间如表2所示。
这些作业在一台处理机上按单道方式运行,如采用响应比高者优先调度算法,请给出这些作业的执行顺序?答:(2分)第一次调度时间是7:00,此时只有J1为后备作业,因而被调度。
它执行完的时间是9:00。
(2分)第二次调度时间是9:00,此时J2、J3和J4都为后备作业。
J2、J3和J4作业的相关参数如表5所示。
J3的响应比最高,J3被调度。
它执行完的时间是9:20。
(1分)第三次调度时间是9:20,此时J2和J4为后备作业。
J2和J4作业的相关参数如表6所示。
J2的响应比最高,J2被调度。
它执行完的时间是10:20。
(1分)第四次调度时间是10:20,此时只有J4为后备作业,J4被调度。
它执行完的时间是11:00。
综上这些作业的执行顺序为J1、J3、J2、J4。
表5 J2、J3和J4作业的相关参数2.在分级反馈轮转调度中,分配给各就绪队列的时间片是相等的。
(错)3.说明Linux系统中引起进程调度的原因。
答:Linux系统中进程调度的原因有如下几种:①CPU执行的进程发生状态转换,如进程终止、进程睡眠等。
进程在执行过程中调用sleep()、exit()或wait()等函数将引起其状态转变,这些函数的执行会调用调度程序进行进程调度。
②就绪队列中增加了新进程。
③正在执行的进程所分配的时间片用完。
④执行系统调用的进程返回到用户态。
⑤系统内核结束中断处理返回到用户态。
2.(7分)假设有四个作业,它们的提交时间和需要的计算时间如表3所示。
这些作业在一台处理机上按单道方式运行,若采用下列作业调度算法:(1)先来先服务(2)短作业优先;请分别给出这些作业的执行顺序、每个作业的周转时间及平均周转时间和加权平均周转时间。
计算机操作系统教程(张尧学 史美林 张高)(第三版)第四章
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4.2
作业调度
制 制 作 作 者 者 : : 郭 郭 平 平 、 、 王 王 在 在 模 模 、 、 何 何 静 静 媛 媛
作业调度是按照某种规则,从后备作业 队列中挑选作业进入内存,参与处理机的竞 争的过程。
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从后备队列中选 出一个作业 审核资源要求 否 放弃作业 资源要求 能满足吗? 是 分配资源 建立进程 进程调度 (a) 后备状态到执行状态的转变
回收分配给作业的全部资源 计算作业的执行费用 撤消作业的所有进程,以及JCB 调度下一个作业
(b) 执行状态到完成状态的转变
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外存
就绪
等待
提交状态
收容状态
就绪 等待
交换调度 执行状态 完成状态 执行
作业注册
作业调度
进程调度
内存
线程调度
作业的状态及转换
返回
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4.1.2 调度的层次
制 制 作 作 者 者 : : 郭 郭 平 平 、 、 王 王 在 在 模 模 、 、 何 何 静 静 媛 媛
又称为作业调度,用于决定把外存上处于后备队列中的作业调入 内存,并为它们创建进程、分配必要的资源,然后,将新创建的进程 排在就绪队列中,准备执行。在作业调度中,必须解决两个问题: 1) 接纳多少个作业:多道程序的度数的确定应该系统的规模和运行 速度,做适当的折中。 2) 接纳哪些作业:应该将作业从外存中调入内存,将取决于所采用 的调度算法。关于各种不同的调度算法将随后讨论。
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《操作系统》复习知识点2023年修改整理
《操作系统》基本知识点名目第1章 (4)1.操作系统的概念* (4)2.操作系统的历史* (4)3.操作系统的基本类型* (5)4.操作系统的功能* (5)5.研究操作系统的观点* (5)第2章操作系统用户界面 (6)6.操作系统的用户界面有哪些* (6)7.操作系统命令接口的要紧操纵方式 (6)8.作业的的概念、作业状态及作业控制 (6)9.作业建立的方法(SPOOLING系统*) (7)10. UNIX系统的三层结构是哪些?各层包含些什么?* .......... 错误!未定义书签。
第3章进程治理 .. (7)11.在单道程序系统中和在多道程序系统中,程序执行的特点各有哪些?* (7)12.进程的概念* (7)13.进程的特征* (7)14.进程、程序和作业的联系与区别* (8)14.进程的描述* (8)15.进程状态及其转换* (8)16.进程互斥与同步* (9)17.什么是死锁?死锁产生的缘由?产生死锁的必要条件?进程互斥与同步* (12)18.什么是线程?为什么要引入线程? (13)19. 进程和线程的关系有哪些? (13)20.引入线程的好处有哪些?* (13)第4章处理机调度 (14)21. 什么是作业调度?什么是进程调度?进程调度的时机有哪些?* (14)22. 常用的调度算法有哪些?它们适用范围如何?* (14)23.完成下列各题: (14)第5章存储治理 (16)24. 要求完成下列各题: (16)25. 要求能做本章所有作业。
* (17)26. 页式治理的优缺点。
(17)27. 段式治理的优缺点。
(18)第7章文件系统 (18)28. 要求完成下列题目: (18)29. 如下图示,是某操作系统在某一时该文件系统治理情况,请回答如下问题: (18)第8章设备治理 (20)30. 设备治理的功能和任务。
* (20)31. 数据传送操纵方式。
* (20)32. 中断的处理过程。
计算机操作系统习题及答案
第一章操作系统引论一、单项选择题1.操作系统是一种__________。
A.通用软件B.系统软件C.应用软件D.软件包2,操作系统的__________管理部分负责对进程进行调度。
A.主存储器B.控制器C.运算器D.处理机3.操作系统是对__________进行管理的软件。
A.软件B.硬件C,计算机资源 D.应用程序4.从用户的观点看,操作系统是__________。
A.用户与计算机之间的接口B.控制和管理计算机资源的软件C.合理地组织计算机工作流程的软件D.由若干层次的程序按一定的结构组成的有机体5,操作系统的功能是进行处理机管理、_______管理、设备管理及文件管理。
A.进程B.存储器C.硬件D.软件6,操作系统中采用多道程序设计技术提高CPU和外部设备的_______。
A.利用率B.可靠性C.稳定性D.兼容性7.操作系统是现代计算机系统不可缺少的组成部分,是为了提高计算机的_______和方便用户使用计算机而配备的一种系统软件。
A. 速度B.利用率C. 灵活性D.兼容性8.操作系统的基本类型主要有_______。
A.批处理系统、分时系统及多任务系统B.实时操作系统、批处理操作系统及分时操作系统C.单用户系统、多用户系统及批处理系统D.实时系统、分时系统和多用户系统9.所谓_______是指将一个以上的作业放入主存,并且同时处于运行状态,这些作业共享处理机的时间和外围设备等其他资源。
A. 多重处理B.多道程序设计C. 实时处理D.并行执行10. _______操作系统允许在一台主机上同时连接多台终端,多个用户可以通过各自的终端同时交互地使用计算机。
A.网络D.分布式C.分时D.实时11.如果分时操作系统的时间片一定,那么_______,则响应时间越长。
A.用户数越少B.用户数越多C.内存越少D. 内存越多12,分时操作系统通常采用_______策略为用户服务。
A.可靠性和灵活性B.时间片轮转C.时间片加权分配D,短作业优先13. _______操作系统允许用户把若干个作业提交给计算机系统。
第4章 计算机操作系统答案 处理机调度
第四章处理机调度一、选择题:1、()调度主要涉及内存管理与扩充。
A、作业B、交换C、进程D、线程2、()调度在作业执行完毕时还负责回收系统资源。
A、作业B、交换C、进程D、线程3、以下哪种调度又称为宏观调度或高级调度()。
A、作业B、交换C、进程D、线程4、()调度又称为微观或低级调度。
A、作业B、交换C、进程D、线程5、下面哪中调度一般不存在于分时系统和实时系统中()。
A、作业B、交换C、进程D、线程6、()调度的主要任务是按照某种策略和方法选取一个处于就绪状态的进程占有处理机。
A、作业B、交换C、进程D、线程7、当作业运行完毕,但它所占有的资源尚未全部被系统回收时,该作业处于()状态。
A、提交B、收容C、执行D、完成8、一个作业在其处于从输入设备进入外部存储设备的过程称为()状态。
A、提交B、收容C、执行D、完成9、当一个作业的全部信息已全部被输入进输入井但还未被调度去执行,此时该作业处于()状态。
A、提交B、收容C、执行D、完成10、()状态也称为后备状态。
A、提交B、收容C、执行D、完成11、一种既有利于短小作业又兼顾到长作业的作业调度算法是()A、先来先服务 B 、轮转C、最高响应比优先D、均衡调度12、作业调度程序是从处于()状态的作业中选取一个作业并把它装入主存。
A、输入B、收容C、执行D、完成13、下列选项中哪一个不属于作业调度算法的评价因素()A、单位时间内运行尽可能多的作业B、使各种I/O设备得以充分利用C 、对所有的作业都是公平合理的 D、使处理机尽可能保持“空闲”。
14、下列选项中哪一项不属于JCB的主要内容()A 作业名B 作业类型C 资源要求D 作业完成时间15、作业调度程序为选中作业建立进程并为这些进程分配的系统资源不包括下列哪一项()A、内存B、外存C、外设D、虚拟内存16、在操作系统中,JCB是指()。
A、作业控制块B、进程控制块C、文件控制块 D 程序控制块17、作业调度算法包括下列选项中的那些种()。
操作系统原理-第四章 处理机调度(有答案)
第四章处理机调度4.3 习题4.3.1 选择最合适的答案1.某系统采用了银行家算法,则下列叙述正确的是()。
A.系统处于不安全状态时一定会发生死锁B.系统处于不安全状态时可能会发生死锁C.系统处于安全状态时可能会发生死锁D.系统处于安全状态时一定会发生死锁2.银行家算法中的数据结构包括有可利用资源向量Available、最大需求矩阵Max、分配矩阵Allocation、需求矩阵Need,下列选项正确的是()。
A.Max[i,j]=Allocation[i,j]+Need[i,j]B.Need[i,j]= Allocation[i,j]+ Max[i,j]C.Max[i,j]= Available[i,j]+Need[i,j]D.Need[i,j]= Available[i,j]+ Max[i,j]3.下列进程调度算法中,()可能会出现进程长期得不到调度的情况。
A.非抢占式静态优先权法B.抢占式静态优先权法C.时间片轮转调度算法D.非抢占式动态优先权法4.在下列选项中,属于预防死锁的方法是()。
A.剥夺资源法B.资源分配图简化法C.资源随意分配D.银行家算法5.在下列选项中,属于检测死锁的方法是()。
A.银行家算法B.消进程法C.资源静态分配法D.资源分配图简化法6.在下列选项中,属于解除死锁的方法是()。
A.剥夺资源法 B.资源分配图简化法C.银行家算法 D.资源静态分配法7.为了照顾紧迫型作业,应采用()。
A.先来服务调度算法B.短作业优先调度算法C.时间片轮转调度算法D.优先权调度算法8.在采用动态优先权的优先权调度算法中,如果所有进程都具有相同优先权初值,则此时的优先权调度算法实际上和()相同。
A.先来先服务调度算法B.短作业优先调度算法C.时间片轮转调度算法D.长作业优先调度算法9.作业从后备作业到被调度程序选中的时间称为()。
A.周转时间B.响应时间C.等待调度时间D.运行时间10.资源静态分配法可以预防死锁的发生,它们使死锁四个条件中的()不成立。
操作系统概念(第九版)答案
操作系统概念(第九版)答案简介《操作系统概念(第九版)答案》是一本针对《操作系统概念(第九版)》教材的答案集合。
本文档旨在提供读者对操作系统相关概念的理解和应用基础。
目录1.引论2.进程管理3.处理机调度4.进程同步5.死锁6.内存管理7.虚拟内存8.文件系统9.输入与输出10.磁盘存储管理11.安全性和保护12.分布式系统13.多媒体操作系统14.实时系统第一章引论本章的目标是介绍操作系统的概念和功能,包括定义了什么是操作系统、操作系统的历史和发展、操作系统的分类以及操作系统的基本组成部分。
问题1:操作系统是什么?答案:操作系统是一个管理计算机硬件和软件资源的软件系统。
它为用户提供一个在硬件和软件之间进行交互的接口,同时协调和控制计算机的各个组件,以实现有效和可靠的计算机操作。
问题2:操作系统的历史和发展?答案:操作系统的历史可以追溯到大约20世纪50年代,当时计算机的使用范围相对较小,操作系统也比较简单。
随着计算机技术的发展,操作系统逐渐变得复杂而且功能强大。
在20世纪60年代,随着多道程序设计的发展,操作系统开始支持同时运行多个程序。
这就导致了对资源的合理分配和进程调度的需求。
同时,操作系统的文件系统和输入输出功能也得到了改进和扩展。
在20世纪70年代,个人计算机的出现使得操作系统变得更加普及。
同时,分时操作系统和分布式操作系统的概念也开始出现。
到了20世纪80年代和90年代,图形用户界面(GUI)的引入和互联网的普及使得操作系统更加用户友好和功能丰富。
现在,操作系统已经成为计算机系统中不可或缺的一部分,为计算机用户提供各种功能和服务。
问题3:操作系统的分类有哪些?答案:操作系统可以根据不同的标准进行分类。
以下是国际上常用的操作系统分类方法:1.目标计算机系统:大型机操作系统、小型机操作系统、微型机操作系统、嵌入式系统操作系统。
2.处理方式:批处理系统、分时操作系统、实时操作系统。
3.用户数量:单用户操作系统、多用户操作系统。
操作系统第13讲:第4章 处理机调度调度算法.ppt
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4.6 实时系统调度方算法简介
四、时限调度算法
导语:基本思想是:按用户的时限要求顺序设置优先级,优先
●实时系统所处理的外部任务可分为周期性的与非周期性的两大类。非周期性 任务,存在有一个完成或开始进行处理时限;而周期性任务要求在周期T内 完成或开始进行处理。
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4.6 实时系统调度算法简介
一、实时系统的特点
1.有限等待和响应时间(决定性) 2.可靠性高 3.用户可以控制 4.系统纠错能力强,实时系统要求很高的可靠性。
导语:
●实时系统广泛用在移动通信、网络计算、航空航天等领域。os是实时系统中 最重要的部分之一,它负责在用户要求的时限内进行事件处理和控制。
●实时系统与其他系统的最大区别:处理和控制的正确性不仅取决于计算的逻 辑结果,而且取决于计算和处理结果产生的时间。因此,实时系统的调度, 即把给定的任务,按所要求的时限调配到相应的设备上处理完成。根据实 时系统对处理外部事件的时限要求,分为硬、软实时任务。 ◆硬实时任务要求系统必须完全满足任务的时限要求。 ◆软实时任务允许时限要求有一定的延迟,时限要求只是一个相对条件。
注意P90: 周转T、完成T、提交T、带权周转T等概念在公式中的含义。 ●分析结论:P3 执行的时间非常短,但等待时间过长,显然是不合理的。
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4.4 调度算法
二、短作业或短进程调度算法(SJF)
1. 适应范围:作业或进程 2. 原则:选取最短作业或进程进行执行 3. 优点:当短作业或短进程较多时,系统效率较高 4. 缺陷:对长作业不利,设有考虑优先级
操作系统教案
第一章操作系统概论(一)具体知识点1.操作系统概念2.操作系统的形成与发展3.操作系统的功能(二)学习要求了解什么是操作系统,操作系统在计算机中的作用,操作系统具体做什么,以及各类操作系统的特点。
(三)本章节体系1.操作系统概念操作系统既是计算机系统资源的管理员,又是计算机系统用户的服务员。
资源管理以提高资源利用率为目标,给用户服务以尽可能多的服务项目和最大的方便为宗旨。
管理与服务的功能用一组程序来描述,这组程序通过事件驱动以并发的执行方式发挥作用。
人们把这组程序称为操作系统,它是计算机系统中极为重要的系统软件。
2.操作系统类型单用户操作系统多道批处理系统分时系统实时系统网络操作系统3.操作系统运行环境计算机硬件所提供的支持构成现代操作系统的硬件环境,其中最为重要的是中断机构。
事件引发中断,中断必须加以处理,操作系统由此被驱动。
操作系统是一个众多程序模块的集合。
根据运行环境,这些模块大致分为3类:第1类是在系统初启时便与用户程序一起主动参与并发运行的,如作业管理程序、输入输出程序等。
它们由时钟中断、外设中断所驱动。
第2类是直接面对用户态(亦称常态、或目态)程序的,这是一些“被动”地为用户服务的程序。
这类程序的每一个模块都与一条系统调用指令对应,仅当用户执行系统调用指令时,对应的程序模块才被调用、被执行。
系统调用指令的执行是经过陷入中断机构处理的。
因此从这个意义上说,第2类程序也是由中断驱动的。
第3类是那些既不主动运行也不直接面对用户程序的、隐藏在操作系统内部的、由前2类程序调用的模块。
既然前2类程序是由中断驱动的,那么第3类程序也是由中断驱动的。
应当注意,操作系统本身的代码运行在核心态(亦称管态、特态)。
从用户态进入核心态的唯一途径是中断。
UNIX中的trap指令是专供用户程序进入UNIX核心而设置的。
4.操作系统启动过程操作系统的初启是比较复杂的,随着版本或计算机类型而不同。
大体上说,有以下过程:首先执行ROM中的自举程序,然后操作系统本身的引导程序取得控制权。
操作系统原理-第四章处理机调度知识点及习题
第四章处理机调度与死锁4.1 知识点汇总1、处理机调度级别⑴调度:选出待分派的作业或进程⑵处理机调度:分配处理机⑶三级调度:高级调度(作业调度)、中级调度(内存对换)、低级调度(进程调度)2、作业状态⑴作业状态分为四种:提交、后备、执行和完成。
⑵作业状态变迁图:图4-1 作业状态及变迁3、作业调度和调度的功能⑴. 作业调度的任务后备状态→执行状态执行状态→完成状态⑵作业调度的功能①记录系统中各个作业的情况②按照某种调度算法从后备作业队列中挑选作业③为选中的作业分配内存和外设等资源④为选中的作业建立相应的进程⑤作业结束后进行善后处理工作4、进程调度和调度的功能1). 进程调度:后备状态→执行状态2). 进程调度时机:任务完成后、等待资源时、运行到时了、发现重调标志3). 进程调度的功能:保存现场、挑选进程、恢复现场5、两级调度模型 作业调度和进程调度的区别6、评价调度算法的指标调度性能评价准则:CPU利用率、吞吐量、周转时间、就绪等待时间和响应时间(1)吞吐量:单位时间内CPU完成作业的数量(2)周转时间:1) 周转时间=完成时刻-提交时刻2) 平均周转时间=周转时间/n3) 带权周转时间=周转时间/实际运行时间4) 平均带权周转时间=带权周转时间/n7、作业与进程调度算法(1)先来先服务(FCFS)调度算法的实现思想:按作业(进程)到来的先后次序进行调度,即先来的先得到运行。
用于作业调度:从作业对列(按时间先后为序)中选择队头的一个或几个作业运行。
用于进程调度:从就绪队列中选择一个最先进入该队列的进程投入运行。
例如设有三个作业,编号为1,2,3。
各作业分别对应一个进程。
各作业依次到达,相差一个时间单位。
①图示出采用FCFS方式调度时这三个作业的执行顺序②算出各作业的周转时间和带权周转时间(2)时间片轮转(RR)调度算法的实现思想:系统把所有就绪进程按先进先出的原则排成一个队列。
新来的进程加到就绪队列末尾。
四章调度新版
4.4.2 调度性能评价准则
1.CPU利用率 2.吞吐量 3.周转时间 从作业提交到作业完毕旳时间间隔就是周转时间。 Ti= tci - tsi tsi表达作业i旳提交时间 tci表达作业i旳完毕时间。
4.4.2 调度性能评价准则
系统中n个作业旳平均周转时间为:
采用短作业优先法在实现上有困难。 这种算法旳一种缺陷是对长作业很不利。
4.5.3 最短剩余时间优先法
当新进程加入就 绪队列时,假如 它需要旳运营时 间比目前运营旳 进程所需旳剩余 时间还短,则执 行切换。
表4-3 进程列表
进程
到达时间
运营 时间
1
0
8
2
1
4
3
2
9
4
3
5
图4-7 最短剩余时间优先法调度成果
图4-9 轮转法q=1和q=4时进程运营情况
4.5.5 轮转法
表4-5 RR调度算法旳性能指标
运
到达时 间
名
到达 时间
营 时
间
A0
12
B0
5
时间片 C 0
3Байду номын сангаас
q =1
D0
6
平均周转时间T=18.5
A 0 12
B0
5
时间片q C 0
3
=4
D0
6
开始时 完毕 周转
间
时间 时间
0
26
26
1
17
17
2
11
第4章 调 度
操作系统中离不开调度。所谓调度,就是选出待分配旳 作业或进程。
处理机调度分为作业调度(高级调度)、进程挂起与对 换(中级调度)和进程调度(低档调度)三级。
第4章 处理机调度与死锁复习题答案
第4章处理机调度与死锁练习题(一)单项选择题1.用户要求计算机处理的一个计算问题称为一个( )。
A.进程 B程序 c.作业 D系统调度2.一个作业的完成要经过若干加工步骤,这每个步骤称为( )。
A.作业流B.子程序 c.子进程 D.作业步3.通常一个批处理作业要经过若干作业步才能完成,系统要求用户( )给出说明。
A.只能在作业提交时 B.只能在作业执行过程中 c.在作业提交时或作业执行过程中 D.不必4.在批处理系统中,作业控制说明书是用操作系统提供的( )编写而成的。
A.c语言 B命令语言 c.作业控制语言 D会话语言5.用户使用操作系统提供的操作控制命令表达对作业执行的控制意图,这种作业控制方式是( )。
A.自动控制方式 B.脱机控制方式 c.批处理方式 D.交互方式6.( )只考虑用户估计的计算机时间,可能使计算时间长的作业等待太久。
A.先来先服务算法 B.计算时间短的作业优先算法 C.响应比最高者优先算法 D.优先数算法7.先来先服务算法以( )去选作业,可能会使计算时间短的作业等待时间过长。
A.进入后备队列的先后次序 B.计算时间的长短 C.响应比的高低 D.优先数的大小8.可以证明,采用( )能使平均等待时间最小。
A.优先数调度算法 B.均衡调度算法 c.计算时间短的作业优先算法 D.高响应比优先算法9.在进行作业调度时.要想兼顾作业等待时间和计算时间,应选取( )。
A.均衡调度算法 B.优先数调度算法 c.先来先服务算法 D.响应比最高者优先算法10.作业调度算法提到的响应比是指( )。
A.作业计算时间与等待时间之比 B.作业等待时间与计算时间之比c.系统调度时间与作业等待时间之比 D.作业等待时间与系统调度时间之比11.作业调度选择一个作业装入主存后,该作业能否占用处理器必须由( )来决定。
A.设备管理 B.作业控制 C.驱动调度 D、进程调度12.在分时系统控制下,对终端用户采用( )方法使每个终端作业去占用处理器。
计算机操作系统习题及答案
第一章操作系统引论一、单项选择题1.操作系统是一种__________。
A.通用软件B.系统软件C.应用软件D.软件包2,操作系统的__________管理部分负责对进程进行调度。
A.主存储器 B.控制器C.运算器D.处理机3.操作系统是对__________进行管理的软件。
A.软件B.硬件<C,计算机资源D.应用程序4.从用户的观点看,操作系统是__________。
A.用户与计算机之间的接口B.控制和管理计算机资源的软件C.合理地组织计算机工作流程的软件D.由若干层次的程序按一定的结构组成的有机体5,操作系统的功能是进行处理机管理、_______管理、设备管理及文件管理。
A.进程B.存储器C.硬件D.软件6,操作系统中采用多道程序设计技术提高CPU和外部设备的_______。
|A.利用率B.可靠性C.稳定性D.兼容性7.操作系统是现代计算机系统不可缺少的组成部分,是为了提高计算机的_______和方便用户使用计算机而配备的一种系统软件。
A. 速度B.利用率C. 灵活性D.兼容性8.操作系统的基本类型主要有_______。
A.批处理系统、分时系统及多任务系统B.实时操作系统、批处理操作系统及分时操作系统C.单用户系统、多用户系统及批处理系统D.实时系统、分时系统和多用户系统/9.所谓_______是指将一个以上的作业放入主存,并且同时处于运行状态,这些作业共享处理机的时间和外围设备等其他资源。
A. 多重处理B.多道程序设计C. 实时处理D.并行执行10. _______操作系统允许在一台主机上同时连接多台终端,多个用户可以通过各自的终端同时交互地使用计算机。
A.网络D.分布式C.分时D.实时11.如果分时操作系统的时间片一定,那么_______,则响应时间越长。
A.用户数越少B.用户数越多C.内存越少 D. 内存越多12,分时操作系统通常采用_______策略为用户服务。
#A.可靠性和灵活性B.时间片轮转C.时间片加权分配D,短作业优先13. _______操作系统允许用户把若干个作业提交给计算机系统。
操作系统第四章课后题答案
第四章1.为什么说多级反馈队列调度算法能较好地满足各类用户的需要(来自百度):答案一:多级反馈队列调度算法能较好地满足各种类型用户的需要。
对终端型作业用户而言,由于他们所提交的大多属于交互型作业,作业通常比较短小,系统只要能使这些作业在第1级队列所规定的时间片内完成,便可使终端型作业用户感到满意;对于短批处理作业用户而言,他们的作业开始时像终端型作业一样,如果仅在第1级队列中执行一个时间片即可完成,便可以获得与终端型作业一样的响应时间,对于稍长的作业,通常也只需要在第2级队列和第3级队列中各执行一个时间片即可完成,其周转时间仍然较短;对于长批处理作业用户而言,它们的长作业将依次在第1,2,…,直到第n级队列中运行,然后再按时间片轮转方式运行,用户不必担心其作业长期得不到处理。
答案二:(惠州学院操作系统课后题)与答案一基本相似,可看做精简版。
答:(1)终端型作业用户提交的作业大多属于较小的交互型作业,系统只要使这些作业在第一队列规定的时间片内完成,终端作业用户就会感到满足。
(2)短批处理作业用户,开始时像终端型作业一样,如果在第一队列中执行一个时间片段即可完成,便可获得与终端作业一样的响应时间。
对于稍长作业,通常只需在第二和第三队列各执行一时间片即可完成,其周转时间仍然较短。
(3)长批处理作业,它将依次在第1 ,2 ,…,n个队列中运行,然后再按轮转方式运行,用户不必担心其作业长期得不到处理。
所以,多级反馈队列调度算法能满足多用户需求。
2.分别对以上两个进程集合,计算使用先来先服务(FCFS)、时间片轮转法(时间片q=1)、短进程优先(SPN)、最短剩余时间优先(SRT,时间片q=1)、响应比高者优先(HRRN)及多级反馈队列(MFQ,第1个队列的时间片为1,第i(i<1)个队列的时间片q=2(i-1))算法进行CPU调度,请给出各进程的完成时间、周转时间、带权周转时间,及所有进程的平均周转时间和平均带权周转时间。
汤子瀛《计算机操作系统》(第4版)笔记和课后习题(含考研真题)详解
目 录第1章 操作系统引论1.1 复习笔记1.2 课后习题详解1.3 考研真题详解第2章 进程的描述与控制2.1 复习笔记2.2 课后习题详解2.3 考研真题详解第3章 处理机调度与死锁3.1 复习笔记3.2 课后习题详解3.3 考研真题详解第4章 存储器管理4.1 复习笔记4.2 课后习题详解4.3 考研真题详解第5章 虚拟存储器5.1 复习笔记5.2 课后习题详解5.3 考研真题解第6章 输入输出系统6.1 复习笔记6.2 课后习题详解6.3 考研真题详解第7章 文件管理7.1 复习笔记7.2 课后习题详解7.3 考研真题详解第8章 磁盘存储器的管理8.1 复习笔记8.2 课后习题详解8.3 考研真题详解第9章 操作系统接口9.1 复习笔记9.2 课后习题详解9.3 考研真题详解第10章 多处理机操作系统10.1 复习笔记10.2 课后习题详解10.3 考研真题详解第11章 多媒体操作系统11.1 复习笔记11.2 课后习题详解11.3 考研真题详解第12章 保护和安全12.1 复习笔记12.2 课后习题详解12.3 考研真题详解第1章 操作系统引论1.1 复习笔记一、操作系统的目标和作用1操作系统的目标(1)方便性。
(2)有效性。
(3)可扩充性。
(4)开放性。
2操作系统的作用(1)OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口。
(2)OS作为计算机系统资源的管理者。
(3)OS实现了对计算机资源的抽象。
二、操作系统的发展过程1未配置操作系统的计算机系统(1)人工操作方式。
(2)脱机输入/输出方式。
2单道批处理系统3多道批处理系统多道批处理系统特征:多道、宏观上并行、微观上串行。
4分时系统分时系统的特征:多路性、独立性、及时性、交互性。
5实时系统(1)实时系统的类型①工业(武器)控制系统,如火炮的自动控制系统、飞机的自动驾驶系统,以及导弹的制导系统等。
②信息查询系统,如飞机或火车的订票系统等。
③多媒体系统。
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第4章 处理机调度
NO:14
2013年5月14日星期二
4.2-1 作业调度的功能
① 记录作业状态,OS为每个作业建立JCB来记
录作业有关信息; ② 从后备作业中选取作业投入运行; ③ 为选中的作业分配资源,创建相应进程,为 运行做准备; ④ 在作业结束时,再回收资源,作善后处理。
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⑦ 在就绪进程中出现高优先进程剥夺CPU。
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第4章 处理机调度
NO:22
2013年5月14日星期二
4.3-3 进程调度性能评价
进程调度性能的衡量方法可分为定性
和定量两种方法。
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第4章 处理机调度
NO:23
2013年5月14日星期二
4.4 调度算法
1. 先来先服务调度算法
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第4章 处理机调度
NO:33
2013年5月14日星期二
6. 最高响应比优先法(HRN)
综合平衡FCFS和SJF两种算法,定义响应比
f=(等待时间+运行时间)/运行时间 按f值从大到小依次调度作业运行。 特点:优待短作业;兼顾长作业。
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第4章 处理机调度
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第4章 处理机调度
NO:25
2013年5月14日星期二
2. 轮转法(RR)
对就绪队列的每一个进程都分配一个时间片
q,按q时间长度轮流调度每一进程运行,使每 个进程在就绪队列中的等待时间与享受服务的
时间成比例。
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第4章 处理机调度
NO:26
2013年5月14日星期二
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平均等待时间T=(94+60+144)/3=358/3≈99.3分钟
第4章 处理机调度
NO:35
2013年5月14日星期二
例2
设有3道作业,它们的提交时间和执行时间(小时) 如下:
作业号 提 交时 间 执 行时 间
1
2 3
10.00
10.10 10.25
2.00
1.00 0.25
平均周转时间T =(2.00+3.15+2.00)/3=2.38小时 平均带权周转时间W=(1.00+3.15+8.00)/3=4.05小时
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第4章 处理机调度
NO:38
2013年5月14日星期二
*4.5 算法分析
4.5-1 FCFS方式的调度性能分析 4.5-2 轮转法调度性能评价 4.5-3 线性优先级法的调度性能
等待时间
94分钟 60分钟 144分钟
系统在10:00调度 响应比: J1:1+70/90=1.77; J2:1+60/24=3.5; J3:1+30/60=1.5 系统在10:24调度 响应比: J1:1+(70+24)/90=2.04; J3:1+(30+24)/60=1.9
所以 调度顺序是: j2 →j1 →j3 平均周转时间T=(184+84+204)/3=358/3≈157.3分钟
第4章 处理机调度
NO:15
2013年5月14日星期二
4.2-2 作业调度目标与性能衡量
1.调度目标
① 公平合理;
② 设备利用高;
③ 作业吞吐率大;(指单位时间内计算
机完成的工作总量)
④ 响应时间快。
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第4章 处理机调度
NO:16
2013年5月14日星期二
2.性能衡量
周转时间
NO:12
2013年5月14日星期二
4.1-3 作业与进程的关系
•
•
•
作业是任务实体,
进程是执行实体;
一个作业由多个进程组成。
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第4章 处理机调度
NO:13
2013年5月14日星期二
4.2 作业调度
4.2-1 作业调度的功能 4.2-2 作业调度目标与性能衡量
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1.调度方式
① 不剥夺方式
② 可剥夺方式
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第4章 处理机调度
NO:21
2013年5月14日星期二
2.进程调度的原因
① 正执行进程正常执行完毕; ② 执行进程执行阻塞原语; ③ 执行进程执行了P、V原语; ④ 执行进程提出I/O请求; ⑤ 时间片用完; ⑥ 系统进程结束返回用户进程;
标的简单调度算法。
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第4章 处理机调度
NO:5
2013年5月14日星期二
4.1-1 作业地状态及转换
一个作业从提交到执行结束退出系统为止, 要经历四种状态:
① 提交态 ② 收容态 ③ 运行态 ④ 完成态
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第4章 处理机调度
NO:6
2013年5月14日星期二
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第4章 处理机调度
NO:30
2013年5月14日星期二
例:线性优先调度策略(SRR算法)
当新创建进程队列中的头一个进程的优先级 P(t)=a*(t-t1)与享受服务队列中最后一个进程的优先 级P(t)=b*t相等时,新创建进程队列中的头一个进 程可以转入享受服务进程队列。即:
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第4章 处理机调度
NO:29
2013年5月14日星期二
例:线性优先调度策略(SRR算法)
将就绪进程分为两个FCFS队列:
让两个队列中进程的优先级P以不同的速率增加: C队列:P=at (a>0) S队列:P=bt (a>b>0) 设该进程在t1′时刻转入享受服务队列,则在时刻t,该 进程的优先级变为 P(t)=a*(t1′-t1)+b*(t-t1′) (t1′<t<t2′)
NO:28
2013年5月14日星期二
4. 优先级法
对每个作业或进程指定一个优先级,按优先级从高 到低依次调度作业或进程运行。 特点:使用灵活;确定优先级增加开销。
确定优先级的方法有两种:
① 静态分配确定 优先级一旦确定后直到执行结束始终保持不变。 ② 动态计算确定
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优先级是时间的函数,随时间的推移而变化。
指一个作业提交给系统到完成后返回结果所需 的全部时间。 设作业i的周转时间为Ti,即 Ti=Tie-Tis
则n个作业的平均周转时间为
1 n T= Ti n i 1
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,
第4章 处理机调度
NO:17
2013年5月14日星期二
带权周转时间 作业的周转时间包括等待时间和执行时间两部分, 即 Ti=Tiw+T均带权周转时间为
(1) 作业调度
按一定策略从收容作业中选取
一批作业,分配必要资源,创建相
应进程,使参加竞争CPU执行,作
业完成时再回收资源。
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第4章 处理机调度
NO:9
2013年5月14日星期二
(2) 交换调度
按一定策略将处于内存就绪、等待
的进程与外存就绪、等待的进程交换。
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将就绪状态的进程分成不同级别的就绪队列,每一 级分配一个优先级和时间片长度,然后按优先级分 级调度,同级进程按FCFS调度。
分级原则:将就绪进程分为3级: 低
优先级
时间片用完又回到就绪的进程 因等待事件发生又回到就绪的进程 新创建的进入就绪的进程
长
时间片
高
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短
第4章 处理机调度
NO:19
2013年5月14日星期二
4.3-1 进程调度的功能
① 记录进程状态;
OS为每个进程生成PCB来记录进程有关信息;
② 从就绪进程选取一个进程;
③ 实施进程上下文切换。
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第4章 处理机调度
NO:20
2013年5月14日星期二
4.3-2 进程调度的时机
作业调度为进程调度做准备;进程调度是作 业调度最终结果;二者都是为了控制作业运行。
a*(t-t1)= b*t
即 t=
at1 a b
>0
因此 a>b>0
若b>a>0 ,则t<0,无解C队列中的进程不会进 入S队列,即为FCFS方式。
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若a>b=0,则t=t1 ,进程刚创建就进入S队列,即 为RR调度方式。
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第4章 处理机调度
NO:31
2013年5月14日星期二
例:线性优先调度策略(SRR算法)
所以,线性优先级调度策略是一种介于RR和 FCFS之间的调度策略。优先级变化曲线如图 。
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第4章 处理机调度
NO:32
2013年5月14日星期二
5. 最短作业优先法(SJF)
每次调度运行时间最短的作业运行。
特点: 管理简单; 不考虑等待时间,可能使长作业等更长时间。
2.
3.
轮转法
多级反馈调度算法
4.
5. 6.
优先级法
最短作业优先法 最高响应比优先法
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第4章 处理机调度
NO:24
2013年5月14日星期二
1.先来先服务调度算法(FCFS)
按作业进入系统或进程就绪的先后顺序依次调
度作业或进程运行。 特点:管理简单; 只顾及等待时间,不考虑运行时间, 不利于短作业。
平均周转时间T =(2.00+2.90+3.00)/3=2.63小时 平均带权周转时间W=(1.00+2.90+12.00)/3=5.30小时