操作系统进程调度算法先来先服务短作业优先时间片轮转优先级

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PCB

资源介绍:

操作系统是管理计算机硬件资源并为用户程序提供服务的核心软件，其中进程调度是其核心功能之一。本文将深入探讨四种常见的进程调度算法：先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、时间片轮转（RR）以及优先级调度。 1. **先来先服务（FCFS）调度算法**： FCFS是最简单的调度算法，它按照进程到达的顺序进行服务。当一个进程被创建并进入就绪队列，它会等待前面的进程执行完毕才能获得CPU。这种算法易于实现，但可能导致长进程等待时间过长，即饥饿现象，不利于系统效率。 2. **短作业优先（SJF）调度算法**： SJF旨在减少平均周转时间和平均等待时间，它优先选择预计运行时间最短的进程。短进程能更快完成，从而提高系统效率。然而，SJF可能导致长进程长时间等待，同样可能产生饥饿问题。另外，SJF在实际应用中需考虑进程预知其执行时间的困难，常采用静态或动态预测。 3. **时间片轮转（RR）调度算法**： RR通过为每个进程分配固定时间片来实现调度，当时间片用尽，进程被强制切换到就绪队列末尾。这种方法可以确保所有进程在一定时间内得到执行，适合多用户交互环境。时间片大小对系统性能有很大影响，过大可能导致上下文切换开销增大，过小则频繁切换影响效率。 4. **优先级调度算法**：优先级调度根据进程的优先级决定执行顺序。优先级高的进程优先获取CPU，可以是抢占式（高优先级进程到来时可中断低优先级进程）或非抢占式。该算法灵活，适用于不同场景，但同样可能出现优先级反转和优先级继承等问题，需要适当策略调整。这些调度算法各有优缺点，实际操作系统往往结合多种策略，例如Linux中的混合调度器，既包含时间片轮转，也采用优先级调度，以平衡响应速度和系统效率。了解和掌握这些基本调度算法，有助于理解和优化操作系统性能，提升用户体验。在实际操作中，可以根据系统需求和工作负载情况选择合适的调度策略。

#include #include #include #include #include #include struct pcb { int come_time; int run_time; int VIP; char name[10]; struct pcb *next; }; typedef struct pcb PCB; void *creat(int n); void Firstcome_Firstserve(PCB *head); void Menue(PCB *head,int n); void*My_Copy(PCB *head); void Print( PCB *head,int len); void Shortwork_Firstserve(PCB *head); void TimeTurn_Firstserve(PCB *head,int timeturn,int n); void VIP_Firstserve(PCB *head); /************************************************************************/ /* *创建进程链表* */ /************************************************************************/ //2010_10_24 void *creat(int n) { PCB *head,*p,*q; assert (head=(PCB*)malloc(sizeof(PCB))); p=head; p->next=NULL; while(n--) { p=head; if( ( q=(PCB*)malloc(sizeof(PCB))) == NULL) { printf("ERROR!\n"); exit(0); } puts("进程名:"); getchar(); gets(q->name); puts("进程开始时间"); scanf("%d",&q->come_time); puts("进程运行时间"); scanf("%d",&q->run_time); puts("优先级"); scanf("%d",&q->VIP); if(p->next==NULL) //在插入节点时排序 { q->next=NULL; p->next=q; } else { while (p->next!=NULL && q->come_time >p->next->come_time ) { p=p->next; } q->next=p->next; p->next=q; } //在插入节点时排序 } return head; } /************************************************************************/ /* 拷贝链表 */ /************************************************************************/ void *My_Copy(PCB *head1) { PCB *head2=NULL; //新链表头结点 PCB *p2=NULL; // PCB *p1=head1->next; PCB *node=NULL; assert(head2=(PCB*)malloc(sizeof(PCB))); p2=head2; while(p1!=NULL) { assert(node = (PCB*)malloc(sizeof(PCB))); strcpy(node->name,p1->name); //拷贝进程 node->come_time=p1->come_time; node->run_time=p1->run_time; node->VIP=p1->VIP; //拷贝进程 node->next=NULL; p2->next=node; p2=p2->next; //指针后移 p1=p1->next; } return head2; } /********************************打印输出*****************************************/ void Print( PCB *head,int len) { int i=0; head=head->next; puts("进程名到达时间运行时间优先级"); for(i=0;inext) { printf("%5s %10d %10d %10d\n",head->name,head->come_time,head->run_time,head->VIP); } } /************************************************************************/ /* *先来先服务* */ /************************************************************************/ //2010_10_28 void Firstcome_Firstserve(PCB *head) { PCB *Head=My_Copy(head); int counter=1; PCB *h=Head->next; PCB *p; int time; //进程结束时间, int time2; while(h!=NULL) { if(h==Head->next) { puts(""); printf("进程:%-5s正在运行，到达时间:%-5d,运行时间:%-5d,优先级:%-5d\n",h->name,h->come_time,h->run_time,h->VIP); } else { time=p->run_time+p->come_time ; if(time < h->come_time) //p结束但是h还未到达 h的开始时间就是到达时间 { puts(""); // Sleep(p->run_time*1000); 2010_06修改：优化 while(p->run_time) { printf("正在执行 %d \r",p->run_time); p->run_time--; Sleep(1000); } printf("执行结束！\n"); time2=h->come_time-time; printf("等待下一个进程"); while(time2>0) { printf(". "); Sleep(1000); time2--; } puts(""); printf("进程:%-5s正在运行，到达时间:%-5d,运行时间:%-5d,优先级:%d\n",h->name,h->come_time,h->run_time,h->VIP); } else if(time == h->come_time)//p结束而且h刚好到达 { // Sleep(p->run_time*1000); 2010_06修改：优化 while(p->run_time) { printf("正在执行 %d \r",p->run_time); p->run_time--; Sleep(1000); } printf("执行结束！\n"); puts(""); printf("进程:%-5s正在运行，到达时间:%-5d,运行时间:%-5d,优先级:%d\n",h->name,h->come_time,h->run_time,h->VIP); } else if(time > h->come_time)//p结束前h已到达 { puts(""); time2=p->run_time-(time-h->come_time); //p从到来至h进程等待钱执行时间 while(time2) { printf("正在执行 %d \r",time2--); Sleep(1000); } printf("进程:%-5s等待\n",h->name); time2=time-h->come_time; while(time2) //p从h等待到完成市时间 { printf("正在执行 %d \r",time2--); Sleep(1000); } printf("进程:%-5s正在运行，到达时间:%-5d,运行时间:%-5d,优先级:%d\n",h->name,h->come_time,h->run_time,h->VIP); } } counter++; p=h; h=h->next; } } /************************************************************************/ /* *短作业优先* */ /************************************************************************/ void Shortwork_Firstserve(PCB *head) //非抢占式 { PCB *Head=My_Copy(head); PCB *Head_Link;//建新队列 PCB *Link,*node;//建节点，在新队列中会用到。 PCB *flg;//标记指针的位置 PCB *p,*q; static int flag0; int time_over; //进程结束时间 int time1; p = Head; q = p->next; assert(Head_Link = (PCB*)malloc(sizeof(PCB))); //新队列的头结点的创建 Head_Link->next = NULL; while(q->next != NULL)///////////|| Head_Link ->next != NULL 2010_15 { ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// if(q==Head->next) { if(flag0==0) { printf("进程:%-5s正在运行，到达时间:%-5d,运行时间:%-5d,优先级:%d\n",q->name,q->come_time,q->run_time,q->VIP); time_over=q->run_time; while(time_over) { printf("正在执行 %d \r",time_over--); Sleep(1000); } puts("执行完毕！"); flag0++; }// end of if(flag0==0) else if(flag0==1) { if(q->next->come_time > q->run_time) //等待下一个进程 { time1 = q->next->come_time - q->run_time; //等待时间 puts("Wait!"); while(time1) { printf(". "); time1--; Sleep(1000); } printf("进程:%-5s正在运行，到达时间:%-5d,运行时间:%-5d,优先级:%d\n",q->next->name,q->next->come_time,q->next->run_time,q->next->VIP); time_over = q->next->run_time; while(time_over) { printf("正在执行 %d \r",time_over); time_over--; Sleep(1000); } puts("执行完毕！"); p = q; q = q->next; } //end of if (q->next->come_time > q->run_time) else if(q->next->come_time <= q->run_time) //将在q进程执行完之前，就进入的进程入队。 { time_over = q->run_time; while((q->next != NULL) && (q->next->come_time < time_over)) { assert(node=(PCB*)malloc(sizeof(PCB))); //建节点 node->come_time=q->next->come_time; //拷贝节点 strcpy(node->name,q->next->name); //拷贝节点 node->run_time=q->next->run_time; //拷贝节点 node->VIP=q->next->VIP; //拷贝节点 //插入法按短作业升序插入节点， if(Head_Link->next == NULL) { flg = q;//标记 node->next = NULL; Head_Link->next = node; } else { if(node->run_time < Head_Link->next->run_time) { flg = q; node->next = Head_Link->next; Head_Link->next = node; } else { Link = Head_Link->next; //while((Link->next != NULL) && (node->run_time > Link->next->run_time)) 2010_11_15修改 while((Link->next != NULL) && (node->run_time > Link->next->run_time)) {

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