操作系统实验-先来先服务、短作业优先算法
操作系统实验报告进程调度
操作系统实验报告进程调度操作系统实验报告:进程调度引言在计算机科学领域中,操作系统是一个重要的概念,它负责管理和协调计算机系统中的各种资源,包括处理器、内存、输入/输出设备等。
其中,进程调度是操作系统中一个非常重要的组成部分,它负责决定哪个进程在何时获得处理器的使用权,以及如何有效地利用处理器资源。
实验目的本次实验的目的是通过对进程调度算法的实验,深入理解不同的进程调度算法对系统性能的影响,并掌握进程调度算法的实现方法。
实验环境本次实验使用了一台配备了Linux操作系统的计算机作为实验平台。
在该计算机上,我们使用了C语言编写了一些简单的进程调度算法,并通过模拟不同的进程调度场景进行了实验。
实验内容1. 先来先服务调度算法(FCFS)先来先服务调度算法是一种简单的进程调度算法,它按照进程到达的顺序进行调度。
在本次实验中,我们编写了一个简单的FCFS调度算法,并通过模拟多个进程同时到达的情况,观察其对系统性能的影响。
2. 短作业优先调度算法(SJF)短作业优先调度算法是一种根据进程执行时间长度进行调度的算法。
在本次实验中,我们编写了一个简单的SJF调度算法,并通过模拟不同长度的进程,观察其对系统性能的影响。
3. 时间片轮转调度算法(RR)时间片轮转调度算法是一种按照时间片大小进行调度的算法。
在本次实验中,我们编写了一个简单的RR调度算法,并通过模拟不同时间片大小的情况,观察其对系统性能的影响。
实验结果通过实验,我们发现不同的进程调度算法对系统性能有着不同的影响。
在FCFS 算法下,长作业会导致短作业等待时间过长;在SJF算法下,长作业会导致短作业饥饿现象;而RR算法则能够较好地平衡不同进程的执行。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的进程调度算法。
结论本次实验通过对进程调度算法的实验,深入理解了不同的进程调度算法对系统性能的影响,并掌握了进程调度算法的实现方法。
同时,也加深了对操作系统的理解,为今后的学习和研究打下了良好的基础。
操作系统调度算法实验报告
操作系统调度算法实验报告摘要:本篇实验报告旨在研究和分析不同的操作系统调度算法对系统性能的影响。
通过实验,我们对先来先服务调度算法、短作业优先调度算法和时间片轮转调度算法进行了比较和评估。
实验结果表明,不同的调度算法对系统响应时间、吞吐量和公平性等方面都有不同的影响。
一、引言操作系统的调度算法是管理计算机资源的关键部分之一。
调度算法的好坏直接影响着系统的性能和用户体验。
本实验旨在通过模拟不同的调度算法,评估其对系统的影响,以便选择最适合特定环境的调度算法。
二、实验方法本实验使用了一个模拟的操作系统调度器,通过调度器模拟不同的进程到达和执行过程。
我们选择了三种常见的调度算法进行比较和评估。
1. 先来先服务(First-Come, First-Served)调度算法先来先服务调度算法按照进程到达的先后顺序进行调度。
当一个进程到达后,它将占用处理器直到该进程执行完毕。
我们记录了每个进程的到达时间、执行时间和完成时间,并计算了系统的平均等待时间和平均周转时间。
2. 短作业优先(Shortest Job First)调度算法短作业优先调度算法按照进程执行时间的长短进行调度。
当一个进程到达后,系统会选择执行剩余执行时间最短的进程。
我们同样记录了每个进程的到达时间、执行时间和完成时间,并计算了系统的平均等待时间和平均周转时间。
3. 时间片轮转(Round Robin)调度算法时间片轮转调度算法将处理器时间分成若干个时间片,每个进程只能占用一个时间片。
当一个进程用完一个时间片后,它排到队列的末尾等待下一个时间片。
我们选择了不同的时间片长度,并观察了系统的响应时间和吞吐量。
三、实验结果与分析我们通过多组实验数据对不同的调度算法进行了评估。
以下是实验结果的分析:1. 先来先服务调度算法根据实验数据,我们发现先来先服务调度算法对长作业具有较高的等待时间和周转时间。
这是因为当一个长作业到达后,其他短作业需要等待该作业执行完毕才能获得处理器资源。
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)/要求服务时间三、实验内容源程序:#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<time.h>struct work{i nt id;i nt arrive_time;i nt work_time;i nt wait;f loat priority;};typedef struct sjf_work{s truct work s_work; //数据域s truct sjf_work * pNext; //指针域}NODE,*PNODE;void FCFS();void SJF();void showmenu();bool Is_empty(PNODE pHead);int cnt_work(PNODE pHead);PNODE do_work(PNODE pHead,int *w_finish_time,int i);void show(int *w_finish_time,int i,PNODE q,int *w_rel_time); void HRRN();PNODE priorit(PNODE pHead);void do_work_1(PNODE pHead,int *w_finish_time,int i);int main(){i nt choice; //设置选择数s howmenu(); //显示菜单s canf("%d",&choice);w hile(choice != 0) //选择算法{switch(choice){case 1 :printf("您选择的是先来先服务算法:\n");FCFS();break;case 2 :printf("您选择的是短作业优先算法:\n");SJF();break;case 3 :printf("您选择的是高响应比优先调度算法\n");HRRN();break;default:printf("请重新选择!");break;}printf("\n");printf("下面是菜单,请继续,或者按‘0’退出"); showmenu();scanf("%d",&choice);}p rintf("感谢您使用本系统,再见!"); r eturn 0;}void FCFS(){i nt j,k;i nt w_rel_time[5];i nt w_finish_time[5];f loat rel_time = 0;struct work temp;i nt i;s truct work w[5];s rand(time(0));f or(i=0;i<5;i++){w[i].id = rand()%10;w[i].arrive_time = rand()%10;w[i].work_time = rand()%10+1;}f or(j=0;j<5;j++){printf("第%d个作业的编号是:%d\t",j+1,w[j].id);printf("第%d个作业到达时间:%d\t",j+1,w[j].arrive_time);printf("第%d个作业服务时间:%d\t",j+1,w[j].work_time);printf("\n");}for(j=1;j<5;j++)for(k=0;k<5-j;k++){if(w[k].arrive_time > w[k+1].arrive_time){temp = w[k];w[k] = w[k+1];w[k+1] = temp;}}printf("\n");w_finish_time[0] = w[0].arrive_time + w[0].work_time;for(j=0;j<5;j++){if(w_finish_time[j] < w[j+1].arrive_time){w_finish_time[j+1] = w[j+1].arrive_time +w[j+1].work_time;}elsew_finish_time[j+1] = w_finish_time[j] +w[j+1].work_time;}for(j=0;j<5;j++)w_rel_time[j] = w_finish_time[j] - w[j].arrive_time;for(j=0;j<5;j++){rel_time += w_rel_time[j];}for(j=0;j<5;j++){printf("第%d个系统执行的作业到达时间:%d ",j+1,w[j].arrive_time);printf("编号是:%d ",w[j].id);printf("服务时间是:%d ",w[j].work_time);printf("完成时间是:%d ",w_finish_time[j]);printf("周转时间是:%d ",w_rel_time[j]);printf("\n");}printf("平均周转时间:%f\n",rel_time/5);}void SJF(){i nt w_rel_time[10];i nt w_finish_time[10];f loat rel_time = 0;s rand(time(0));i nt i;i nt j = 0;P NODE pHead = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));i f (NULL == pHead){printf("分配失败, 程序终止!\n");exit(-1);}P NODE pTail = pHead;p Tail->pNext = NULL; //定义该链表有头结点,且第一个节点初始化为空f or(i=0;i<10;i++){PNODE pNew = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));if (NULL == pNew){printf("分配失败, 程序终止!\n");exit(-1);}pNew->s_work.id = rand()%100;pNew->s_work.arrive_time = rand()%10;pNew->s_work.work_time = rand()%10+1;pTail->pNext = pNew;pNew->pNext = NULL;pTail = pNew;}P NODE p = pHead->pNext; //p指向第一个节点w hile (NULL != p){printf("第%d个作业的编号是:%d\t",j+1,p->s_work.id);printf("第%d个作业到达时间:%d\t",j+1,p->s_work.arrive_time);printf("第%d个作业服务时间:%d\t",j+1,p->s_work.work_time);printf("\n");p = p->pNext;printf("\n");j++;}p = pHead->pNext;P NODE q = p; //p,q都指向第一个节点p = p->pNext;w hile(p != NULL){if(p->s_work.arrive_time < q->s_work.arrive_time)q = p;p = p->pNext;}P NODE r = pHead->pNext; //r也指向第一个节点i nt cnt = 0; //记录所有节点数据域中到达时间最短且相等的个数w hile(r!= NULL){if( r->s_work.arrive_time == q->s_work.arrive_time )cnt++;r = r->pNext;}p = pHead->pNext;w hile(p != NULL) //在相等到达时间的作业中找服务时间最短的作业{if(cnt > 1){if( p->s_work.arrive_time == q->s_work.arrive_time ) if( p->s_work.work_time < q->s_work.work_time )p = p->pNext;}elsep =NULL;} //确定q所指作业最先到达且服务时间最短w_finish_time[0] = q->s_work.arrive_time +q->s_work.work_time;w_rel_time[0] = w_finish_time[0] - q->s_work.arrive_time; p rintf("第1个系统执行的作业到达时间:%d",q->s_work.arrive_time);p rintf("编号是:%d ",q->s_work.id);p rintf("服务时间是:%d \n",q->s_work.work_time);p rintf("完成时间是:%d ",w_finish_time[0]);p rintf("周转时间是:%d \n",w_rel_time[0]);p = pHead; //寻找q的前一个节点,方便删掉q节点w hile( p->pNext != q ){}p->pNext = q->pNext;f ree(q);q = NULL;f or(i=0;i<9&&!Is_empty(pHead);i++){printf("现在系统还剩%d个作业!\n",cnt_work(pHead));q = do_work(pHead,w_finish_time,i);show(w_finish_time,i,q,w_rel_time);p = pHead; //寻找q的前一个节点,方便删掉q节点while( p->pNext != q ){p = p->pNext;}p->pNext = q->pNext;free(q);q = NULL;}f or(j=0;j<10;j++){rel_time += w_rel_time[j];}printf("平均周转时间:%f\n",rel_time/10);}bool Is_empty(PNODE pHead) //判断作业是否做完{P NODE p;p = pHead->pNext;i nt len = 0;w hile(p != NULL){len++;p = p->pNext;i f(len == 0)return true; //当没有作业时,返回为真e lsereturn false;}int cnt_work(PNODE pHead) //计算当前还剩多少作业{P NODE p;p = pHead->pNext;i nt len = 0;w hile(p != NULL){len++;p = p->pNext;}r eturn len;PNODE do_work(PNODE pHead,int *w_finish_time,int i){P NODE p,q;i nt cnt = 0; //计数器清0,计算当前作业完成时,系统中有多少个作业已经到达p = pHead->pNext;q = p;w hile(p != NULL){if( p->s_work.arrive_time <= w_finish_time[i] ){cnt ++;q = p;p = p->pNext;}else{p = p->pNext;}} //q指向当前到达时间小于刚刚完成的作业,但不一定是服务时间最短的(如果有的话)p rintf("系统中有%d个作业在当前作业完成时已经到达!\n",cnt); p = pHead->pNext;w hile(p != NULL){if(cnt>1) //执行此次判断后,q现在指向所有条件都满足的作业(如果有的话){if( p->s_work.arrive_time <= w_finish_time[i] ){if( p->s_work.work_time < q->s_work.work_time ){q = p;p = p->pNext;}elsep = p->pNext;}elsep = p->pNext;}else //当前作业完成时,没有作业到达的情况{p = p->pNext; //用q来接收最先到达的,用p来遍历while( p != NULL ){if( p->s_work.arrive_time< q->s_work.arrive_time ) q = p;p = p->pNext;}w_finish_time[i+1] = q->s_work.arrive_time +q->s_work.work_time;}}w_finish_time[i+1] = w_finish_time[i] + q->s_work.work_time; r eturn q;}void show(int *w_finish_time,int i,PNODE q,int *w_rel_time) {w_finish_time[i+1] = w_finish_time[i] + q->s_work.work_time; w_rel_time[i+1] = w_finish_time[i+1] - q->s_work.arrive_time; p rintf("第%d个系统执行的作业到达时间:%d",i+2,q->s_work.arrive_time);p rintf("编号是:%d ",q->s_work.id);p rintf("服务时间是:%d\n",q->s_work.work_time);p rintf("完成时间是:%d ",w_finish_time[i+1]);p rintf("周转时间是:%d \n",w_rel_time[i+1]);}void showmenu(){printf("**********************************\n"); p rintf("请选择你要执行的命令~: \n");p rintf("1:先来先服务算法\n");p rintf("2:短作业优先算法\n");p rintf("3: 高响应比优先算法\n");p rintf("0: 退出菜单\n");p rintf("**********************************\n");}void HRRN(){i nt w_rel_time[10];i nt w_finish_time[10];f loat rel_time = 0;f loat priority; //计算优先权s rand(time(0));i nt i;i nt j = 0;P NODE pHead = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));i f (NULL == pHead){printf("分配失败, 程序终止!\n");exit(-1);}P NODE pTail = pHead;p Tail->pNext = NULL; //定义该链表有头结点,且第一个节点初始化为空f or(i=0;i<10;i++) //定义了十个进程{PNODE pNew = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));if (NULL == pNew){printf("分配失败, 程序终止!\n");}pNew->s_work.id = rand()%100;pNew->s_work.arrive_time = rand()%10;pNew->s_work.work_time = rand()%10+1;pTail->pNext = pNew;pNew->pNext = NULL;pTail = pNew;}P NODE p = pHead->pNext; //p指向第一个节点w hile (NULL != p){printf("第%d个作业的编号是:%d\t",j+1,p->s_work.id);printf("第%d个作业到达时间:%d\t",j+1,p->s_work.arrive_time);printf("第%d个作业服务时间:%d\t",j+1,p->s_work.work_time);printf("\n");printf("\n");j++;}p = pHead->pNext;P NODE q = p; //p,q都指向第一个节点p = p->pNext;w hile(p != NULL){if(p->s_work.arrive_time < q->s_work.arrive_time)q = p;p = p->pNext;}P NODE r = pHead->pNext; //r也指向第一个节点i nt cnt = 0; //记录所有节点数据域中到达时间最短且相等的个数w hile(r!= NULL){if( r->s_work.arrive_time == q->s_work.arrive_time )cnt++;r = r->pNext;}p = pHead->pNext;w hile(p != NULL) //在相等到达时间的作业中找服务时间最短的作业{if(cnt > 1){if( p->s_work.arrive_time == q->s_work.arrive_time ) if( p->s_work.work_time < q->s_work.work_time )q = p;p = p->pNext;}elsep =NULL;} //确定q所指作业最先到达且服务时间最短w_finish_time[0] = q->s_work.arrive_time +q->s_work.work_time;w_rel_time[0] = w_finish_time[0] - q->s_work.arrive_time; p rintf("第1个系统执行的作业到达时间:%d",q->s_work.arrive_time);p rintf("编号是:%d ",q->s_work.id);p rintf("服务时间是:%d \n",q->s_work.work_time);p rintf("完成时间是:%d ",w_finish_time[0]);p rintf("周转时间是:%d \n",w_rel_time[0]);p = pHead; //寻找q的前一个节点,方便删掉q节点w hile( p->pNext != q ){p = p->pNext;}p->pNext = q->pNext;f ree(q);q = NULL; //已经找到并执行第一个进程,执行完之后又将其删除了f or(i=0;i<9&&!Is_empty(pHead);i++){printf("现在系统还剩%d个作业!\n",cnt_work(pHead));do_work_1(pHead,w_finish_time,i);q = priorit(pHead);show(w_finish_time,i,q,w_rel_time);p = pHead; //寻找q的前一个节点,方便删掉q节点while( p->pNext != q ){p = p->pNext;}p->pNext = q->pNext;free(q);q = NULL;}f or(j=0;j<10;j++){rel_time += w_rel_time[j];}printf("平均周转时间:%f\n",rel_time/10);}void do_work_1(PNODE pHead,int *w_finish_time,int i){P NODE p,q;i nt cnt = 0; //计数器清0,计算当前作业完成时,系统中有多少个作业已经到达p = pHead->pNext;q = p;w hile(p != NULL){if( p->s_work.arrive_time <= w_finish_time[i] ){cnt ++;q = p;p = p->pNext;}else{p = p->pNext;}} //q指向当前到达时间小于刚刚完成的作业,但有可能有另外几个进程也已经到达了,所以要进行下面的判断p rintf("系统中有%d个作业在当前作业完成时已经到达!\n",cnt); p = pHead->pNext;w hile(p != NULL){if(cnt>1) //说明此时有好几个都已经到达了{if(p->s_work.arrive_time <= w_finish_time[i]){p->s_work.wait = w_finish_time[i] -p->s_work.arrive_time;p = p->pNext;}else{p->s_work.wait = 0;p = p->pNext;}}else //当前作业完成时,没有作业到达的情况{p = p->pNext; //此时p指向第一个节点,q指向第二个节点,还是找最先到达的while( p != NULL ){if( p->s_work.arrive_time < q->s_work.arrive_time )q = p;p = p->pNext;}w_finish_time[i+1] = q->s_work.arrive_time +q->s_work.work_time;return;}}w_finish_time[i+1] = w_finish_time[i] + q->s_work.work_time; }PNODE priorit(PNODE pHead){P NODE p = pHead->pNext;w hile(p != NULL){if(p->s_work.wait > 0){p->s_work.priority = (p->s_work.wait +p->s_work.work_time) / p->s_work.work_time; //计算每一个已经等待的进程的优先等级p = p->pNext;}elsep = p->pNext;}p = pHead->pNext;P NODE q;q = p;p = p->pNext; //p已经指向第二个节点w hile(p != NULL){if(p->s_work.wait > 0){if(p->s_work.priority > q->s_work.priority){q = p;p = p->pNext;}elsep = p->pNext;}elsep = p->pNext;}p rintf("该进程优先级最高,为:%f\n",q->s_work.priority);return q;}实验结果:系统自动为每个算法模拟分配五个作业,同时随机生成作业的编号,作业的到达时间,作业估计运行的时间。
操作系统实验_先来先服务的调度算法及短作业优先
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SJF调度算法的主要优点是可以最大程度地减少平均等待时间,提高系统的吞吐量。
短作业可以快速执行完毕,从而让更多的作业得以执行。
但SJF算法存在一定的缺点。
首先,需要对进程的执行时间有一个准确的估计,对于实时系统或动态系统来说,估计执行时间可能会有一定的误差。
其次,在长作业激增的情况下,短作业可能会一直得不到CPU的分配,造成长时间的等待。
先来先服务调度和最短作业优先调度算法实验报告
先来先服务调度和最短作业优先调度算法实验报告实验报告一、实验目的本实验旨在通过编写代码实现先来先服务调度算法和最短作业优先调度算法,以深入理解和掌握这两种调度算法的原理和实现方法。
二、实验方法和原理1.先来先服务调度算法(FCFS)2.最短作业优先调度算法(SJF)最短作业优先调度算法是根据作业所需的运行时间进行调度的。
当一个作业到达并获得CPU后,系统会选择剩余运行时间最短的作业进行处理,这样可以最大化地提高系统的吞吐量。
三、实验过程与结果1.先来先服务调度算法的实现我们先定义一个作业类Job,其中包含作业名称、到达时间和运行时间等属性。
首先根据到达时间对作业队列进行排序,然后按照顺序执行作业,记录每个作业的开始时间、结束时间和周转时间等指标。
下面是先来先服务调度算法的代码实现部分:```pythonclass Job: = namedef fcfs_scheduler(jobs):for job in sorted_jobs:#创建作业队列jobs =Job("Job1", 0, 3),Job("Job2", 1, 4),Job("Job3", 2, 2),Job("Job4", 4, 1)#调度作业fcfs_scheduler(jobs)#输出结果for job in jobs:```运行以上代码,会得到作业的开始时间、结束时间和周转时间等信息。
2.最短作业优先调度算法的实现最短作业优先调度算法需要知道每个作业的运行时间,而这个信息在实际情况中是未知的。
因此,我们可以先按到达时间对作业队列进行排序,然后在每个时间片中选择剩余运行时间最短的作业进行执行。
下面是最短作业优先调度算法的代码实现部分:```pythondef sjf_scheduler(jobs):while True:if not remaining_jobs:break#创建作业队列jobs =Job("Job1", 0, 3),Job("Job2", 1, 4),Job("Job3", 2, 2),Job("Job4", 4, 1)#调度作业sjf_scheduler(jobs)#输出结果for job in jobs:```运行以上代码,会得到相应的作业调度结果。
实验一 处理机调度实验报告
实验一处理机调度实验报告一、实验目的处理机调度是操作系统中的一个重要组成部分,其目的是合理地分配处理机资源,以提高系统的性能和效率。
本次实验的主要目的是通过模拟处理机调度算法,深入理解不同调度算法的工作原理和性能特点,并能够对它们进行比较和分析。
二、实验环境本次实验使用了以下软件和工具:1、操作系统:Windows 102、编程语言:Python3、开发环境:PyCharm三、实验内容1、先来先服务(FCFS)调度算法先来先服务调度算法按照作业或进程到达的先后顺序进行调度。
即先到达的作业或进程先得到处理机的服务。
2、短作业优先(SJF)调度算法短作业优先调度算法优先调度运行时间短的作业或进程。
在实现过程中,需要对作业或进程的运行时间进行预测或已知。
3、高响应比优先(HRRN)调度算法高响应比优先调度算法综合考虑作业或进程的等待时间和运行时间。
响应比的计算公式为:响应比=(等待时间+要求服务时间)/要求服务时间。
4、时间片轮转(RR)调度算法时间片轮转调度算法将处理机的时间分成固定大小的时间片,每个作业或进程在一个时间片内运行,当时间片用完后,切换到下一个作业或进程。
四、实验步骤1、设计数据结构为了表示作业或进程,设计了一个包含作业或进程 ID、到达时间、运行时间和等待时间等属性的数据结构。
2、实现调度算法分别实现了上述四种调度算法。
在实现过程中,根据算法的特点进行相应的处理和计算。
3、模拟调度过程创建一组作业或进程,并按照不同的调度算法进行调度。
在调度过程中,更新作业或进程的状态和相关时间参数。
4、计算性能指标计算了平均周转时间和平均带权周转时间等性能指标,用于评估不同调度算法的性能。
五、实验结果与分析1、先来先服务(FCFS)调度算法平均周转时间:通过计算所有作业或进程的周转时间之和除以作业或进程的数量,得到平均周转时间。
在 FCFS 算法中,由于按照到达顺序进行调度,可能会导致长作业或进程长时间占用处理机,从而使平均周转时间较长。
作业调度算法(先来先服务算法,短作业算法)
题目:作业调度算法班级:网络工程姓名:朱锦涛学号:E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)/要求服务时间三、实验内容源程序:#include<>#include<>#include<>struct work{i nt id;i nt arrive_time;i nt work_time;i nt wait;f loat priority;typedef struct sjf_work{s truct work s_work; d = rand()%10;w[i].arrive_time = rand()%10;w[i].work_time = rand()%10+1;}f or(j=0;j<5;j++){printf("第%d个作业的编号是:%d\t",j+1,w[j].id);printf("第%d个作业到达时间:%d\t",j+1,w[j].arrive_time);printf("第%d个作业服务时间:%d\t",j+1,w[j].work_time);printf("\n");for(j=1;j<5;j++)for(k=0;k<5-j;k++){if(w[k].arrive_time > w[k+1].arrive_time) {temp = w[k];w[k] = w[k+1];w[k+1] = temp;}}printf("\n");w_finish_time[0] = w[0].arrive_time +w[0].work_time;for(j=0;j<5;j++){if(w_finish_time[j] < w[j+1].arrive_time){w_finish_time[j+1] = w[j+1].arrive_time + w[j+1].work_time;}elsew_finish_time[j+1] = w_finish_time[j] +w[j+1].work_time;}for(j=0;j<5;j++)w_rel_time[j] = w_finish_time[j] -w[j].arrive_time;for(j=0;j<5;j++){rel_time += w_rel_time[j];}for(j=0;j<5;j++){printf("第%d个系统执行的作业到达时间:%d ",j+1,w[j].arrive_time);printf("编号是:%d ",w[j].id);printf("服务时间是:%d ",w[j].work_time);printf("完成时间是:%d ",w_finish_time[j]);printf("周转时间是:%d ",w_rel_time[j]);printf("\n");}printf("平均周转时间:%f\n",rel_time/5); }void SJF(){i nt w_rel_time[10];i nt w_finish_time[10];f loat rel_time = 0;s rand(time(0));i nt i;i nt j = 0;P NODE pHead = (PNODE)malloc(sizeof(NODE));i f (NULL == pHead){printf("分配失败, 程序终止!\n");exit(-1);P NODE pTail = pHead;p Tail->pNext = NULL; 来先服务算法该算法严格按照各作业到达时间来为其分配进程和资源,实验的结果见截图,最后算出该算法五个作业的平均周转时间。
调度算法的实验报告
一、实验目的1. 理解操作系统调度算法的基本原理和概念。
2. 掌握几种常见调度算法的原理和实现方法。
3. 分析不同调度算法的性能特点,为实际应用提供参考。
二、实验内容本次实验主要涉及以下几种调度算法:先来先服务(FCFS)、最短作业优先(SJF)、优先级调度(Priority Scheduling)、最高响应比优先(HRRN)和时间片轮转(Round Robin)。
1. 先来先服务(FCFS)调度算法FCFS调度算法按照进程到达就绪队列的顺序进行调度,先到达的进程先执行。
该算法简单易实现,但可能导致长作业等待时间过长,从而降低系统吞吐量。
2. 最短作业优先(SJF)调度算法SJF调度算法优先选择执行时间最短的进程进行调度。
该算法可以最大程度地减少平均等待时间和平均周转时间,但可能导致长作业等待时间过长。
3. 优先级调度(Priority Scheduling)算法优先级调度算法为每个进程设置一个优先级,优先选择优先级高的进程进行调度。
该算法可以满足高优先级作业的需求,但可能导致低优先级作业长时间等待。
4. 最高响应比优先(HRRN)调度算法HRRN调度算法为每个进程设置一个响应比,优先选择响应比高的进程进行调度。
响应比是作业的等待时间与作业所需时间的比值。
该算法综合考虑了作业的等待时间和所需时间,是一种较为公平的调度算法。
5. 时间片轮转(Round Robin)调度算法时间片轮转调度算法将CPU时间划分为固定的时间片,按照进程到达就绪队列的顺序,每次只允许一个进程运行一个时间片。
如果进程在一个时间片内无法完成,则将其放入就绪队列的末尾,等待下一次调度。
该算法可以平衡各个进程的执行时间,但可能导致进程响应时间较长。
三、实验步骤1. 编写一个进程调度程序,实现上述五种调度算法。
2. 生成一个包含多个进程的作业队列,每个进程具有到达时间、所需运行时间和优先级等信息。
3. 分别采用五种调度算法对作业队列进行调度,并记录每个进程的执行情况。
操作系统实验_先来先服务的调度算法及短作业优先
操作系统实验_先来先服务的调度算法及短作业优先先来先服务调度算法是一种非抢占式的调度算法,它按照作业到达的先后顺序将作业分配给CPU。
具体来说,当一个作业进入就绪队列时,调度程序将把它放在队列的末尾,然后从队列的头部选择一个作业执行。
只有当一个作业执行完成后,作业队列的头部才会选择下一个作业执行。
先来先服务调度算法的优点是简单易实现,没有复杂的排序操作,适用于短作业和长作业混合的场景。
其缺点是没有考虑作业的执行时间,导致长作业会占用CPU很长时间,影响其他作业的响应时间。
短作业优先调度算法是一种抢占式的调度算法,它根据作业的执行时间选择优先级。
具体来说,当一个作业进入就绪队列时,调度程序会比较该作业的执行时间和其他就绪作业的执行时间,并选择执行时间最短的作业执行。
如果有一个新的作业到达,且其执行时间比当前执行的作业要短,那么调度程序会中断当前作业的执行并切换到新的作业执行。
短作业优先调度算法的优点是能够最大程度上减少作业的等待时间和响应时间,提高系统的吞吐量。
其缺点是需要对作业的执行时间有较准确的估计,否则可能导致长作业陷入饥饿状态。
此外,由于需要频繁进行作业的切换,短作业优先调度算法在实现上相对复杂。
在实际应用中,先来先服务调度算法适用于短作业和长作业混合的场景,或者作业的执行时间无法估计准确的情况下。
例如,在批处理系统中,作业的执行时间往往是固定的,先来先服务调度算法可以保证公平性,并且能够有效利用CPU资源。
而短作业优先调度算法适用于多任务环境下,作业的执行时间可以估计准确的情况下。
例如,在交互式系统中,用户的操作往往是短暂的,短作业优先调度算法可以最大限度地减少用户的等待时间,提高系统的响应速度。
总之,先来先服务调度算法和短作业优先调度算法是操作系统中常用的两种调度算法。
它们分别适用于不同的应用场景,在实际应用中可以根据具体需求选择不同的调度算法。
几种操作系统调度算法
几种操作系统调度算法操作系统调度算法是操作系统中用于确定进程执行的顺序和优先级的一种方法。
不同的调度算法有不同的优缺点,适用于不同的场景和需求。
下面将介绍几种常见的操作系统调度算法:1.先来先服务(FCFS)调度算法:先来先服务调度算法是最简单的调度算法之一、按照进程到达的顺序进行调度,首先到达的进程先执行,在CPU空闲时执行下一个进程。
这种算法实现简单,并且公平。
但是,由于没有考虑进程的执行时间,可能会导致长作业时间的进程占用CPU资源较长时间,从而影响其他进程的响应时间。
2.短作业优先(SJF)调度算法:短作业优先调度算法是根据进程的执行时间进行排序,并按照执行时间最短的进程优先执行。
这种算法可以减少平均等待时间,提高系统的吞吐量。
然而,对于长作业时间的进程来说,等待时间会相对较长。
3.优先级调度算法:优先级调度算法是根据每个进程的优先级来决定执行顺序的。
优先级可以由用户设置或者是根据进程的重要性、紧迫程度等因素自动确定。
具有较高优先级的进程将具有更高的执行优先级。
这种算法可以根据不同情况进行灵活调度,但是如果不恰当地设置优先级,可能会导致低优先级的进程长时间等待。
4.时间片轮转(RR)调度算法:时间片轮转调度算法将一个固定的时间片分配给每个进程,当一个进程的时间片用完时,将该进程挂起,调度下一个进程运行。
这种算法可以确保每个进程获得一定的CPU时间,提高系统的公平性和响应速度。
但是,对于长时间运行的进程来说,可能会引起频繁的上下文切换,导致额外的开销。
5.多级反馈队列(MFQ)调度算法:多级反馈队列调度算法将进程队列划分为多个优先级队列,每个队列有不同的时间片大小和优先级。
新到达的进程被插入到最高优先级队列,如果进程在时间片内没有完成,则被移到下一个较低优先级队列。
这种算法可以根据进程的执行表现自动调整优先级和时间片,更好地适应动态变化的环境。
以上是几种常见的操作系统调度算法,每种算法都有其优缺点和适用场景。
作业调度算法先来先服务算法短作业算法页
作业调度算法: 先来先服务算法、短作业优先算法引言在计算机操作系统中,作业调度算法是一种重要的技术,用于管理和调度计算机系统中的作业。
作业调度算法决定了如何分配计算机资源,以便最大化系统的效率和吞吐量。
本文将介绍两种常见的作业调度算法:先来先服务算法(First Come First Serve,FCFS)和短作业优先算法(Shortest Job First,SJF)。
先来先服务算法(FCFS)先来先服务算法是最简单的作业调度算法之一。
按照作业提交的顺序进行调度,先提交的作业先执行,后提交的作业则等待。
这种调度算法不考虑作业的执行时间或优先级,只根据作业提交的先后顺序来进行调度。
算法流程1.将作业按照提交的先后顺序排列。
2.按照排列顺序执行作业。
优点•算法实现简单,易于理解和实现。
•适用于短作业或者作业提交顺序代表了作业的优先级的情况。
缺点•短作业可能因为长作业的存在而等待时间过长,导致响应时间较长。
•不考虑作业执行时间,可能导致平均等待时间和平均周转时间较长。
•无法适应不同作业的执行时间需求。
短作业优先算法(SJF)短作业优先算法是一种将作业按照执行时间长度进行排序的作业调度算法。
在短作业优先算法中,最短执行时间的作业先执行,以此类推。
该算法可以最大程度地减少作业的等待时间和周转时间。
算法流程1.将作业按照执行时间长度从短到长进行排序。
2.按照排列顺序执行作业。
优点•可以最大程度地减少作业的等待时间和周转时间。
•适用于短作业和长作业相互混合的情况。
缺点•难以准确估计作业的执行时间,可能导致长作业等待时间过长。
•需要预先知道作业的执行时间长度才能进行排序。
•不适用于长作业占主导地位的情况。
性能对比与选择先来先服务算法和短作业优先算法都有其优点和缺点。
选择合适的算法取决于具体的应用场景和需求。
•如果作业都很短,并且没有严格的截止时间要求,先来先服务算法可以简单高效地满足需求。
•如果作业的执行时间非常重要,并且具有较严格的截止时间要求,短作业优先算法可以最大程度地减少作业的等待时间和周转时间。
【操作系统】先来先服务和短作业优先算法(C语言实现)
【操作系统】先来先服务和短作业优先算法(C语⾔实现)【操作系统】先来先服务算法和短作业优先算法实现介绍:1.先来先服务 (FCFS: first come first service)如果早就绪的进程排在就绪队列的前⾯,迟就绪的进程排在就绪队列的后⾯,那么先来先服务(FCFS: first come first service)总是把当前处于就绪队列之⾸的那个进程调度到运⾏状态。
也就说,它只考虑进程进⼊就绪队列的先后,⽽不考虑它的下⼀个CPU周期的长短及其他因素。
FCFS算法简单易⾏,是⼀种⾮抢占式策略,但性能却不⼤好。
简单来说,先来先服务就是那个进程到达时间最早,那么CPU就先处理哪个进程。
2.短作业优先(SJF, Shortest Job First)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。
也就是说,不但要考虑进程的到达时间,还要考虑进程需要运⾏的时间。
当⼀个进程正在运⾏时,假如有其他的进程到达,那么这些到达的进程就需要按照其需要运⾏的时间长短排序,运⾏时间短的在前,运⾏时间长的在后。
3.例⼦:4.运⾏截图1.先来先服务2.短作业优先5.话不多说,直接上代码。
第⼀次写,有很多不⾜的地⽅。
希望⼤家看到可以帮忙纠正⼀下,谢谢⼤家。
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define MAX 10typedef struct PCB {int id,arrive_time,service_time,start_time,finish_time; //进程id、到达时间、服务时间、开始时间、完成时间float zhouzhuan_time,daiquanzhouzhuan_time; //周转时间、带权周转时间。
只能说我的拼英。
emm,。
尴尬。
int status;}PCB;typedef enum {OK,ERROR}Status;typedef enum {FALSE,TRUE}Bool;typedef PCB datatype;typedef struct LinkQueue {int front;int rear;int length;datatype* base;}quene;int arrive[MAX]; // 记录每个作业的到达时间int service[MAX]; //记录每个作业的服务时间int num; //输⼊的进程个数quene init(){quene q_pcb;q_pcb.base = (datatype *)malloc(sizeof(datatype)*MAX);q_pcb.front = q_pcb.rear = 0;q_pcb.length = 0;return q_pcb;}Bool isFull(quene *q) {if ((q->rear + 1) % MAX == q->front) {return TRUE;}return FALSE;}Bool isEmpty(quene *q) {if (q->rear == q->front) {return TRUE;}return FALSE;}Status rudui(quene *q,datatype p){ //⼊队。
进程调度模拟程序实验实验报告
进程调度模拟程序实验实验报告一、实验目的进程调度是操作系统的核心功能之一,它负责合理地分配 CPU 资源给各个进程,以提高系统的性能和效率。
本次实验的目的是通过编写和模拟进程调度程序,深入理解不同的进程调度算法的原理和特点,并比较它们在不同情况下的性能表现。
二、实验环境本次实验使用的编程语言为 Python,开发环境为 PyCharm。
操作系统为 Windows 10。
三、实验原理1、先来先服务(FCFS)调度算法先来先服务调度算法按照进程到达的先后顺序进行调度,先到达的进程先获得 CPU 资源。
2、短作业优先(SJF)调度算法短作业优先调度算法优先调度执行时间短的进程。
3、时间片轮转(RR)调度算法时间片轮转调度算法将 CPU 时间划分为固定大小的时间片,每个进程轮流获得一个时间片的 CPU 资源。
四、实验设计1、进程类的设计创建一个进程类,包含进程 ID、到达时间、服务时间、剩余服务时间等属性,以及用于更新剩余服务时间和判断进程是否完成的方法。
2、调度算法实现分别实现先来先服务、短作业优先和时间片轮转三种调度算法。
3、模拟流程(1)初始化进程列表。
(2)按照选定的调度算法进行进程调度。
(3)计算每个进程的等待时间、周转时间等性能指标。
五、实验步骤1、定义进程类```pythonclass Process:def __init__(self, pid, arrival_time, service_time):selfpid = pidselfarrival_time = arrival_timeselfservice_time = service_timeselfremaining_service_time = service_time```2、先来先服务调度算法实现```pythondef fcfs_scheduling(process_list):current_time = 0total_waiting_time = 0total_turnaround_time = 0for process in process_list:if current_time < processarrival_time:current_time = processarrival_timewaiting_time = current_time processarrival_timetotal_waiting_time += waiting_timecurrent_time += processservice_timeturnaround_time = current_time processarrival_timetotal_turnaround_time += turnaround_timeaverage_waiting_time = total_waiting_time / len(process_list)average_turnaround_time = total_turnaround_time / len(process_list) print("先来先服务调度算法的平均等待时间:",average_waiting_time)print("先来先服务调度算法的平均周转时间:",average_turnaround_time)```3、短作业优先调度算法实现```pythondef sjf_scheduling(process_list):current_time = 0total_waiting_time = 0total_turnaround_time = 0sorted_process_list = sorted(process_list, key=lambda x: xservice_time) for process in sorted_process_list:if current_time < processarrival_time:current_time = processarrival_timewaiting_time = current_time processarrival_timetotal_waiting_time += waiting_timecurrent_time += processservice_timeturnaround_time = current_time processarrival_timetotal_turnaround_time += turnaround_timeaverage_waiting_time = total_waiting_time / len(process_list)average_turnaround_time = total_turnaround_time / len(process_list) print("短作业优先调度算法的平均等待时间:",average_waiting_time)print("短作业优先调度算法的平均周转时间:",average_turnaround_time)```4、时间片轮转调度算法实现```pythondef rr_scheduling(process_list, time_slice):current_time = 0total_waiting_time = 0total_turnaround_time = 0ready_queue =while len(process_list) > 0 or len(ready_queue) > 0:for process in process_list:if processarrival_time <= current_time:ready_queueappend(process)process_listremove(process)if len(ready_queue) == 0:current_time += 1continueprocess = ready_queuepop(0)if processremaining_service_time <= time_slice: waiting_time = current_time processarrival_time total_waiting_time += waiting_timecurrent_time += processremaining_service_time turnaround_time = current_time processarrival_time total_turnaround_time += turnaround_time processremaining_service_time = 0else:waiting_time = current_time processarrival_time total_waiting_time += waiting_timecurrent_time += time_sliceprocessremaining_service_time = time_sliceready_queueappend(process)average_waiting_time = total_waiting_time / len(process_list)average_turnaround_time = total_turnaround_time / len(process_list) print("时间片轮转调度算法(时间片大小为", time_slice, ")的平均等待时间:", average_waiting_time)print("时间片轮转调度算法(时间片大小为", time_slice, ")的平均周转时间:", average_turnaround_time)```5、主函数```pythonif __name__ =="__main__":process_list =Process(1, 0, 5),Process(2, 1, 3),Process(3, 2, 8),Process(4, 3, 6)print("先来先服务调度算法:")fcfs_scheduling(process_list)print("短作业优先调度算法:")sjf_scheduling(process_list)time_slice = 2print("时间片轮转调度算法(时间片大小为",time_slice, "):")rr_scheduling(process_list, time_slice)```六、实验结果与分析1、先来先服务调度算法平均等待时间为 575,平均周转时间为 1275。
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)A9:002B9:301C9:400.5D10:300.4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A9:00291121B9:3011112 2.5 2.5C9:400.51212:30 2.83 5.66D10:300.412:3012:54 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=11B (完成时间)=A (完成时间)+B (服务时间)=11+1=12C (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A9:00291121B9:30111:5412:54 3.4 3.4C9:400.511:2411:54 2.4 4.8D10:300.41111:240.9 2.25平均周转时间:(2+2.5+2.38+2.4)/4=2.32平均带权周转时间:(1+2.5+5.66+6)/4=3.79短作业优先(SJF )调度算法:SJF 调度顺序:A 、D 、C 、BSJF 完成时间: A(完成时间)=A(到达时间)+A(服务时间) D(完成时间)=A(到达时间)+D(服务时间) C(完成时间)=D(到达时间)+C(服务时间) B(完成时间)=C(到达时间)+B(服务时间)平均周转时间: (2+3.4+2.45+0.9)/4=2.6875平均带权周转时间: (1+3.4+4.8+2.25)/4=2.8625。
先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法_实验报告材料
先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法_实验报告材料一、实验目的本实验的目的是通过编写程序模拟先来先服务(FCFS)和短作业优先(SJF)进程调度算法,并对其效果进行评估,从而对两种算法有一个更直观的认识。
二、实验原理2. 短作业优先(Shortest-Job-First, SJF)进程调度算法:根据进程的执行时间进行调度,选择执行时间最短的进程先执行。
三、实验步骤1. 设计进程类Process,包含进程名称、到达时间、执行时间等属性,并重载比较运算符以便后续排序。
2. 设计FCFS调度算法函数fcfs_scheduling,实现进程按照先来先服务的规则进行调度。
3. 设计SJF调度算法函数sjf_scheduling,实现进程按照执行时间最短的规则进行调度。
4. 编写主函数,分别调用fcfs_scheduling和sjf_scheduling函数,并根据实际情况输出结果,比较两种算法的效果。
四、实验结果与分析1.输入样例:进程A:到达时间0,执行时间3进程B:到达时间1,执行时间4进程C:到达时间2,执行时间2进程D:到达时间4,执行时间12.输出结果:FCFS调度结果:A->B->C->D,平均等待时间为(0+3+7+9)/4=4.75SJF调度结果:A->C->B->D,平均等待时间为(0+1+3+6)/4=2.53.结果分析:从结果可以看出,短作业优先(SJF)进程调度算法能够更好地减少进程的等待时间,因为它根据进程的执行时间进行调度,优先执行执行时间较短的进程。
与之相比,先来先服务(FCFS)进程调度算法无法对不同进程的执行时间进行判断,可能导致执行时间较短的进程等待时间长。
五、实验总结通过本次实验,我对先来先服务(FCFS)和短作业优先(SJF)进程调度算法有了更深入的了解。
先来先服务(FCFS)算法简单直观,但无法保证最优解;短作业优先(SJF)算法可以减少进程的等待时间,但需要预知每个进程的执行时间。
操作系统实验4-4实验报告
操作系统实验4-4实验报告一、实验目的本次操作系统实验 4-4 的目的是深入了解和掌握操作系统中进程管理的相关知识和技术,通过实际操作和观察,加深对进程调度算法、进程同步与互斥等概念的理解,并提高解决实际问题的能力。
二、实验环境本次实验使用的操作系统为 Windows 10,编程环境为 Visual Studio 2019。
三、实验内容1、进程调度算法的实现先来先服务(FCFS)算法短作业优先(SJF)算法时间片轮转(RR)算法优先级调度算法2、进程同步与互斥的实现使用信号量实现生产者消费者问题使用互斥锁实现哲学家进餐问题四、实验步骤1、进程调度算法的实现先来先服务(FCFS)算法设计数据结构来表示进程,包括进程ID、到达时间、服务时间等。
按照进程到达的先后顺序将它们放入就绪队列。
从就绪队列中选择第一个进程进行处理,计算其完成时间、周转时间和带权周转时间。
短作业优先(SJF)算法在设计的数据结构中增加作业长度的字段。
每次从就绪队列中选择服务时间最短的进程进行处理。
计算相关的时间指标。
时间片轮转(RR)算法设定时间片的大小。
将就绪进程按照到达时间的先后顺序放入队列。
每个进程每次获得一个时间片的执行时间,若未完成则重新放入队列末尾。
优先级调度算法为每个进程设置优先级。
按照优先级的高低从就绪队列中选择进程执行。
2、进程同步与互斥的实现生产者消费者问题创建一个共享缓冲区。
生产者进程负责向缓冲区中生产数据,消费者进程从缓冲区中消费数据。
使用信号量来控制缓冲区的满和空状态,实现进程的同步。
哲学家进餐问题模拟多个哲学家围绕一张圆桌进餐的场景。
每个哲学家需要同时获取左右两边的筷子才能进餐。
使用互斥锁来保证筷子的互斥访问,避免死锁的发生。
五、实验结果与分析1、进程调度算法的结果与分析先来先服务(FCFS)算法优点:实现简单,公平对待每个进程。
缺点:对短作业不利,平均周转时间可能较长。
短作业优先(SJF)算法优点:能有效降低平均周转时间,提高系统的吞吐量。
操作系统实验_先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法
操作系统实验报告实验一先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法学号:班级::【实验题目】:先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法【实验目的】通过这次实验,加深对进程概念的理解,进一步掌握进程状态的转变、进程调度的策略及对系统性能的评价方法。
【实验容】问题描述:设计程序模拟进程的先来先服务FCFS和短作业优先SJF调度过程。
假设有n 个进程分别在T1, …,T n时刻到达系统,它们需要的服务时间分别为S1, …,S n。
分别采用先来先服务FCFS和短作业优先SJF进程调度算法进行调度,计算每个进程的完成时间,周转时间和带权周转时间,并且统计n个进程的平均周转时间和平均带权周转时间。
程序要求如下:1)进程个数n;每个进程的到达时间T1, … ,T n和服务时间S1, … ,S n;选择算法1-FCFS,2-SJF。
2)要求采用先来先服务FCFS和短作业优先SJF分别调度进程运行,计算每个进程的周转时间,带权周转时间,并且计算所有进程的平均周转时间,带权平均周转时间;3)输出:要求模拟整个调度过程,输出每个时刻的进程运行状态,如“时刻3:进程B开始运行”等等;4)输出:要求输出计算出来的每个进程的周转时间,带权周转时间,所有进程的平均周转时间,带权平均周转时间。
实现提示:用C++语言实现提示:1)程序中进程调度时间变量描述如下:static int MaxNum=100;int ArrivalTime[MaxNum];int ServiceTime[MaxNum];int FinishTime[MaxNum];int WholeTime[MaxNum];double WeightWholeTime[MaxNum];double AverageWT_FCFS,AverageWT_SJF;double AverageWWT_FCFS,AverageWWT_SJF;2)进程调度的实现过程如下:➢变量初始化;➢接收用户输入n,T1, … ,T n,S1, … ,S n;算法选择1-FCFS,2-SJF;➢按照选择算法进行进程调度,计算进程的完成时间、周转时间和带权周转时间;➢计算所有进程的平均周转时间和平均带权周转时间;➢按格式输出调度结果。
操作系统实验_先来先服务的调度算法和短作业优先
操作系统实验_先来先服务的调度算法和短作业优先先来先服务(FCFS)调度算法是一种非抢占式调度算法,在这种算法中,进程按照到达系统的先后顺序执行,并且在一个进程执行完毕之前,不会有其他进程执行。
如果一个进程没有执行完成,后续进程需要等待。
FCFS调度算法的优点是实现简单,公平性好。
由于按照到达时间先后顺序执行进程,能够保证所有进程都能够得到执行的机会。
然而,FCFS调度算法容易出现“饥饿”现象,即如果一个进程占用了较长的CPU时间,其他进程可能需要等待较长时间。
短作业优先(SJF)调度算法是一种非抢占式调度算法,它选择下一个执行的进程是根据预计的执行时间最短的进程。
在SJF调度算法中,进程按照预计的执行时间进行排序,并按照顺序执行。
SJF调度算法的优点是能够最大程度地减少平均等待时间。
因为进程按照预计的执行时间最短的顺序执行,执行时间短的进程优先执行,可以最大限度地减少其他进程等待的时间。
然而,SJF调度算法需要预先知道所有进程的执行时间,并且如果一个进程执行时间长,其他进程需要等待的时间可能会很长。
FCFS调度算法和SJF调度算法都有各自的优点和局限性。
FCFS调度算法适用于进程执行时间相对均匀的情况,可以保证所有进程都能够得到执行的机会。
但是,如果一个进程执行时间很长,可能会导致其他进程等待的时间非常长,容易出现“饥饿”现象。
SJF调度算法适用于进程执行时间差异较大的情况,可以最大程度地减少平均等待时间。
但是,SJF调度算法需要预先知道所有进程的执行时间,而且在实际应用中,很难准确预测进程的执行时间。
在实验中,可以通过编写相应的模拟程序来实现FCFS调度算法和SJF调度算法。
可以设定一个进程队列,每个进程有自己的到达时间和执行时间。
按照FCFS算法,按照到达时间先后顺序执行进程;按照SJF算法,按照执行时间从小到大的顺序执行进程。
通过模拟进程的调度过程,可以观察到FCFS算法和SJF算法的效果差异。
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体的情况选择适用的调度算法。
如果系统中存在大量长时间任务,可以考虑使用FCFS来保证公平性;而如果系统中的任务短且繁琐,可以优先考虑SJF算法来减少平均等待时间。
此外,还有一些改进版的调度算法,如最短剩余时间优先调度算法(Shortest Remaining Time First, SRTF)和多级反馈队列调度算法(Multi-Level Feedback Queue, MLFQ)等,它们在一定程度上兼顾了FCFS和SJF的优势,更适用于实际的操作系统。
先来先服务调度和最短作业优先调度算法实验报告
实验报告说明
1.实验项目名称:要用最简练的语言反映实验的内容。
要求与实验指导书中相一致。
2.实验类型:一般需说明是验证型实验还是设计型实验,是创新型实验还是综合型实验。
3.实验目的与要求:目的要明确,要抓住重点,符合实验指导书中的要求。
4.实验原理:简要说明本实验项目所涉及的理论知识。
5.实验环境:实验用的软硬件环境(配置)。
6.实验方案设计(思路、步骤和方法等):这是实验报告极其重要的内容。
概括整个实验过程。
对于操作型实验,要写明依据何种原理、操作方法进行实验,要写明需要经过哪几个步骤来实现其操作。
对于设计型和综合型实验,在上述内容基础上还应该画出流程图、设计思路和设计方法,再配以相应的文字说明。
对于创新型实验,还应注明其创新点、特色。
7.实验过程(实验中涉及的记录、数据、分析):写明具体上述实验方案的具体实施,包括实验过程中的记录、数据和相应的分析。
8.结论(结果):即根据实验过程中所见到的现象和测得的数据,做出结论。
9.小结:对本次实验的心得体会、思考和建议。
10.指导教师评语及成绩:指导教师依据学生的实际报告内容,用简练语言给出本次实验报告的评价和价值。
注意:
•实验报告将记入实验成绩;
•每次实验开始时,交上一次的实验报告,否则将扣除此次实验成绩。
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实验报告【实验名称】实验一进程调度【实验目的】巩固和加深处理机调度的概念。
【实验内容】设计调度算法,模拟实现处理机的调度。
1.设计先来先服务调度算法数据结构和符号说明:typedef struct PCB{char name[10]; //进程名char state;//进程状态int arrivetime; //到达时间int starttime;//开始时间int finishtime; //完成时间int servicetime;//服务时间float turnaroundtime;//周转时间float weightedturnaroundtime;//带权周转时间struct PCB *next;//指向下个进程的指针}pcb;int time;//全局变量,计时器int n;//全局变量,进程个数pcb *head = NULL,*p,*q;//进程链表指针流程图:开始输入进程名、到达时间、服务时间存入链表进程是否全部处理完毕?当前进程状态是否为F ?N处理进程,计算完成时间,周转时间等,并更新当前时间Y处理下一进程N 结束Y 程序源代码/*操作系统实验一先来先服务调度算法*/#include<stdio.h>#include<stdlib.h>typedef struct PCB//进程控制{char name[10];//进程名char state;//进程状态int arrivetime;//到达时间int starttime;//开始时间int finishtime;//结束时间int servicetime;//服务时间float turnaroundtime;//周转时间float weightedturnaroundtime;//带权周转时间struct PCB *next;//指向下个进程}pcb;int time;//当前时间int n;//进程个数pcb *head = NULL,*p,*q;//处理未完成的进程void run_fcfs(pcb *p1){time = p1->arrivetime > time ? p1->arrivetime : time; //如果进程到达时间大于当前时间,则当前时间=到达时间p1->starttime = time;//当前时间即为进程开始时间printf("\n现在时间是%d,开始运行作业%s\n",time,p1->name);time += p1->servicetime;//进程开始处理,处理的时间为进程的服务时间p1->state = 'T';//更改状态,表示该进程已被处理过p1->finishtime = time;//存入完成时间p1->turnaroundtime = p1->finishtime - p1->arrivetime;//周转时间=完成时间-到达时间p1->weightedturnaroundtime = p1->turnaroundtime/p1->servicetime;//带权周转时间=周转时间/服务时间printf(" 到达时间服务时间开始时间完成时间周转时间带权周转时间\n");printf("%8d%10d%10d%10d%10.1f%14.2f\n",p1->arrivetime,p1->servicetime,p1->starttime,p1->finishtime,p1->turnaroundtime,p1->weightedturnaroundtime);//打印输出}//找到当前未完成的进程void fcfs(){int i,j;p = head;for(i=0; i<n; i++){if(p->state == 'F'){q = p;//如果当前进程未执行,则开始执行run_fcfs(q);}p = p->next;指向下一个进程}}//输入进程个数与进程信息void getInfo(){int num;printf("\n作业个数:");scanf("%d",&n);for(num = 0; num < n; num++){p = (pcb*)malloc(sizeof(pcb));printf("依次输入:\n");printf("进程名到达时间服务时间\n");scanf("%s\t%d\t%d",&p->name,&p->arrivetime,&p->servicetime);if(head == NULL){head = p;q = p;time = p->arrivetime;}if(p->arrivetime < time)time =p->arrivetime;q->next = p;p->starttime = 0;p->finishtime = 0;p->turnaroundtime = 0;p->weightedturnaroundtime = 0;p->next = NULL;p->state = 'F';q = p;}}int main(){printf("先来先服务调度算法\n");getInfo();p = head;fcfs();return 0;}运行结果图1运行结果2.设计按短进程优先调度算法数据结构与符号说明:struct sjf{char name[10]; //进程名float arrivetime; //到达时间float servicetime;//服务时间float starttime; //开始时间float finishtime;//完成时间float turnaroundtime;//周转时间float dqturnaroundtime;//带权周转};//结构体数组sjf a[100];流程图:程序源代码/*操作系统实验一按短进程优先调度算法*/#include <stdio.h>struct sjf{char name[10]; //进程名float arrivetime; //到达时间float servicetime;//服务时间float starttime; //开始时间float finishtime;//完成时间float turnaroundtime;//周转时间float dqturnaroundtime;//带权周转};//结构体数组sjf a[100];//输入函数void input(sjf *p,int N){int i;printf("依次输入:\n");for(i=0;i<=N-1;i++){printf("进程名到达时间服务时间\n");scanf("%s%f%f",&p[i].name,&p[i].arrivetime,&p[i].servicetime);}}//输出函数void Print(sjf *p,float arrivetime,float servicetime,float starttime,float finishtime,float turnaroundtime,float dqturnaroundtime,int N){int k;printf("\n进程名到达时间服务时间开始时间完成时间周转时间带权周转时间\n");for(k=0;k<=N-1;k++){printf("%4s%10.2f%10.2f%10.2f%10.2f%10.2f%10.2f\n",p[k].name,p[k].arrivetime,p[k].servicetime,p[k]. starttime,p[k].finishtime,p[k].turnaroundtime,p[k].dqturnaroundtime);}}//按到达时间排序void sort(sjf *p,int N){for(int i=0;i<=N-1;i++)for(int j=0;j<=i;j++)if(p[i].arrivetime<p[j].arrivetime){sjf temp;temp=p[i];p[i]=p[j];p[j]=temp;}}//处理作业void deal(sjf *p, float arrivetime,float servicetime,float starttime,float finishtime,float &turnaroundtime,float&dqturnaroundtime,int N){int k;for(k=0;k<=N-1;k++){if(k == 0){p[k].starttime = p[k].arrivetime;//第一个进程的开始时间=到达时间p[k].finishtime = p[k].arrivetime + p[k].servicetime;}//完成时间=到达时间+服务时间else{if(p[k-1].finishtime >= p[k].arrivetime){p[k].starttime = p[k-1].finishtime;}//前一项作业的完成时间大于当前项的到达时间则当前项的开始时间为前一项的结束时间else{p[k].starttime = p[k].arrivetime;//否则当前项的开始时间为当前项的到达时间}p[k].finishtime = p[k].starttime + p[k].servicetime;//完成时间=作业开始时间+作业服务时间}}for(k=0;k<=N-1;k++){p[k].turnaroundtime = p[k].finishtime - p[k].arrivetime;//周转时间=完成时间-到达时间p[k].dqturnaroundtime = p[k].turnaroundtime / p[k].servicetime;//带权周转时间=周转时间/服务时间}}//短作业优先调度算法void sjff(sjf *p,int N){float arrivetime = 0;float servicetime = 0;float starttime = 0;float finishtime = 0;float turnaroundtime = 0;float dqturnaroundtime = 0;sort(p,N);//调用sort函数进行排序for(int m=0;m<N-1;m++){if(m == 0)//第一项作业p[m].finishtime = p[m].arrivetime + p[m].servicetime;//完成时间=到达时间+服务时间else{if(p[m-1].finishtime >= p[m].arrivetime ){p[m].starttime = p[m-1].finishtime;}//上一项进程结束后本进程才开始else{p[m].starttime = p[m].arrivetime;}p[m].finishtime = p[m].starttime + p[m].servicetime;//完成时间=开始时间+服务时间}int i = 0;for(int n=m+1;n<=N-1;n++){if(p[n].arrivetime <= p[m].finishtime) i++;}//按服务时间排序float min=p[m+1].servicetime;int next=m+1;//m+1=nfor(int k=m+1;k<m+i;k++){if(p[k+1].servicetime<min)//k+1项的服务时间小于最小项则k+1项为最小项{min=p[k+1].servicetime;next=k+1;}}sjf temp;temp=p[m+1];p[m+1]=p[next];p[next]=temp;}deal(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,turnaroundtime,dqturnaroundtime,N);Print(p,arrivetime,servicetime,starttime,finishtime,turnaroundtime,dqturnaroundtime,N); }int main(){int N;printf("短作业优先调度算法\n");printf("\n作业个数:");scanf("%d",&N);input(a,N);sjf *b=a;sjff(b,N);//调用sjff函数}运行结果图2 运行结果。