三种基本的调度算法
Tips:各种调度算法的学习思路
1.算法思想
2.算法规则
3.这种调度算法是用于作业调度还是进程调度?
4.抢占式?非抢占式?
5.优点和缺点.
6.是否会导致饥饿:某进程/作业长期得不到服务
先来先服务(FCFS, First Come First Serve )
例题:各进程到达就绪队列的时间、需要的运行时间如下表所示。使用先来先服务调度算法，计算各
进程的等待时间、平均等待时间、周转时间、平均周转时间、带权周转时间、平均带权周转时间。
先来先服务调度算法:按照到达的先后顺序调度，事实上就是等待时间越久的越优先得到服务。
因此，调度顺序为: P1→P2→P3→P4
如上图所示
周转时间:
带权周转时间:
等待时间:
平均周转时间= (7+9+8+11)/4= 8.75
平均带权周转时间= (1+2.25+8+2.75)/4=3.5
平均等待时间= (0+5+7+7)/4 =4.75
注意:本例中的进程都是纯计算型的进程，一个进程到达后要么在等待，要么在运行。如果是又有计算。
I/O操作的进程，其等待时间就是周转时间-运行时间- I/0操作的时间
先来先服务算法总结:
短作业优先(SJF, Shortest Job First )
例题:各进程到达就绪队列的时间、需要的运行时间如下表所示。使用非抢占式的短作业优先调度算法，计算各进程的等待时间、平均等待时间、周转时间、平均周转时间、带权周转时间、平均带权周
转时间。
短作业/进程优先调度算法:每次调度时选择当前已到达且运行时间最短的作业/进程。因此，调度顺序为: P1→P3→P2→P4.
对比FCFS算法的结果，显然SPF算法的平均等待/周转/带权周转时间都要更低
抢占式的短作业优先算法又称“最短剩余时间优先算法(SRTN)
例题:各进程到达就绪队列的时间、需要的运行时间如下表所示。使用抢占式的短作业优先调度算法，计算各进程的等待时间、平均等待时间、周转时间、平均周转时间、带权周转时间、平均带权周转时间，
最短剩余时间优先算法:每当有进程加入就绪队列改变时就需要调度，如果新到达的进程剩余时间比当前运行的进程剩余时间更短，则由新进程抢占处理机，当前运行进程重新回到就绪队列。另外，当一个进程完成时也需要调度.
对比非抢占式的短作业优先算法，显然抢占式的这几个指标又要更低
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，最短剩余时间优先算法得到的平均等待时间、平均周转时间还要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SIF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) ,
SJF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
对FCFS和SJF两种算法的思考…
FCFS算法是在每次调度的时候选择一-个等德时间最长的作业(进程)为其服务。但是没有考虑到作业的运行时间，因此导致了对短作业不友好的问题
SJF算法是选择一个执行时间最短的作业为其服务。但是又完全不考虑各个作业的等待时间，因此导致了对长作业不友好的问题，甚至还会造成饥饿问题
能不能设计一个算法，即考虑到各个作业的等待时间，也能兼顾运行时间呢?
于是提出了高响应比优先(HRRN,Highest Response Ratio Next )算法
高响应比优先(HRRN,Highest Response Ratio Next )
高响应比优先算法:非抢占式的调度算法，只有当前运行的进程主动放弃CPU时( 正常/异常完成，或主动阻塞)，才需要进.行调度，调度时计算所有就绪进程的响应比，选响应比最高的进程上处理机。
计算公式:
例题:各进程到达就绪队列的时间、需要的运行时间如下表所示。使用高响应比优先调度算法，计算各进程的等待时间、平均等待时间、周转时间、平均周转时间、带权周转时间、平均带权周转时间。
0时刻:只有P1到达就绪队列，Pr. 上处理机
7时刻(P1主动放弃CPU) :就绪队列中有P2 (响应比=(5+4)/4=2.25)、P3((3+1)/1=3)、 P4((2+4)/4=1.5),
8时刻(P3完成) : P2(2.5)、 P4(1.75)
12时刻(P2完成) :就绪队列中只剩下P4
三种算法的总结:
注:这几种算法主要关心对用户的公平性、平均周转时间、平均等待时间等评价系统整体性能的指标，但是不关心“响应时间”，也并不区分任务的紧急程度，因此对于用户来说，交互性很糟糕。因此这三种算法一般适合用于早期的批处理系统，当然，FCFS算法 也常结合其他的算法使用，在现在也扮演着很重要的角色。而适合用于交互式系统的调度算法将在下次介绍....