编程实现最短作业优先算法 SJF

最短作业优先算法 SJF（Shortest Job First）是一种基于作业执行时间长度的调度算法，它将执行时间最短的作业优先分配 CPU 时间。实现该算法可以通过建立一个作业队列，按照作业的执行时间长度排序，然后依次将作业调入 CPU 进行执行。该算法可以最小化平均等待时间和平均周转时间，优化作业处理效率。

相关问题

利用程序设计语言编写算法，模拟实现先到先服务算法FCFS、轮转调度算法RR、最短作业优先算法SJF、优先级调度算法PRIOR、最短剩余时间优先算法SRTF源代码

在程序设计中，实现这些调度算法主要是为了管理和优化系统资源的分配。这里我会简述一下如何通过伪代码描述这几种常见的调度算法：

1. 先到先服务 (FCFS, First-Come-First-Served):

class FCFS:
    def __init__(self):
        self.jobs = []

    def enqueue(self, job):
        self.jobs.append(job)

    def schedule(self):
        while self.jobs:
            current_job = self.jobs[0]
            print(f"Processing {current_job.id}")
            current_job.execute()
            self.jobs.pop(0)

2. 轮转调度 (Round Robin, RR):

class RR:
    def __init__(self, quantum):
        self.jobs = []
        self.current_job = None
        self.quantum = quantum

    # ...其他方法...
    def process(self):
        if not self.current_job:
            self.current_job = self.jobs[0] if self.jobs else None
        elif self.current_job.time_left() <= self.quantum:
            self.current_job.execute()
            self.jobs.remove(self.current_job)
            if self.jobs:
                self.current_job = self.jobs[0]
        else:
            self.current_job = self.jobs[(self.jobs.index(self.current_job) + 1) % len(self.jobs)]

3. 最短作业优先 (SJF, Shortest Job First):

class SJF:
    def __init__(self):
        self.jobs = []

    def enqueue(self, job):
        self.jobs.append(job)
        self.jobs.sort(key=lambda j: j.duration)

    def schedule(self):
        while self.jobs:
            shortest_job = self.jobs.pop(0)
            shortest_job.execute()

4. 优先级调度 (PRIORITY, PRIOR):

class PRIOR:
    def __init__(self):
        self.jobs = []

    def enqueue(self, job):
        self.jobs.append((job.priority, job))

    def schedule(self):
        self.jobs.sort(reverse=True)
        for _, job in self.jobs:
            job.execute()

5. 最短剩余时间优先 (SRTF, Shortest Remaining Time First):

class SRTF:
    def __init__(self):
        self.jobs = []

    def enqueue(self, job):
        self.jobs.append((job.duration, job))

    def schedule(self):
        while self.jobs:
            shortest_time = min(self.jobs, key=lambda x: x[0])
            shortest_time[1].execute()
            self.jobs.remove(shortest_time)

以上都是简化版本，实际编程时需要考虑并发控制、进程状态更新等细节。对于源代码的具体实现，你需要选择合适的编程语言（如Python、Java等），并结合操作系统内核的知识来完成。

编程实现最短作业优先调度算法。

最短作业优先调度算法是一种非常常见的进程调度算法，其核心思想是优先调度执行时间最短的进程。实现该算法的具体步骤如下：

1. 首先，需要将所有进程按照它们的执行时间从小到大排序。

2. 然后，从排好序的进程列表中选择执行时间最短的进程，将其调度执行。

3. 当该进程执行完毕后，再从剩余的进程中选择执行时间最短的进程，继续执行。

4. 重复上述步骤，直到所有进程都执行完毕。

下面是一个简单的实现示例：

#include <stdio.h>

struct Process {
    int pid; // 进程 ID
    int burst_time; // 执行时间
};

void SJF(struct Process p[], int n) {
    int i, j;
    struct Process temp;
    float avg_wait_time = 0, avg_turnaround_time = 0;
    int wait_time[n], turnaround_time[n];

    // 按照执行时间从小到大排序
    for (i = 0; i < n; i++) {
        for (j = i + 1; j < n; j++) {
            if (p[i].burst_time > p[j].burst_time) {
                temp = p[i];
                p[i] = p[j];
                p[j] = temp;
            }
        }
    }

    // 计算等待时间和周转时间
    wait_time[0] = 0;
    turnaround_time[0] = p[0].burst_time;
    for (i = 1; i < n; i++) {
        wait_time[i] = wait_time[i - 1] + p[i - 1].burst_time;
        turnaround_time[i] = turnaround_time[i - 1] + p[i].burst_time;
    }

    // 输出结果
    printf("进程ID\t执行时间\t等待时间\t周转时间\n");
    for (i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d\t%d\t\t%d\t\t%d\n", p[i].pid, p[i].burst_time, wait_time[i], turnaround_time[i]);
        avg_wait_time += wait_time[i];
        avg_turnaround_time += turnaround_time[i];
    }
    avg_wait_time /= n;
    avg_turnaround_time /= n;
    printf("平均等待时间：%.2f\n", avg_wait_time);
    printf("平均周转时间：%.2f\n", avg_turnaround_time);
}

int main() {
    int n, i;
    printf("请输入进程数：");
    scanf("%d", &n);
    struct Process p[n];
    for (i = 0; i < n; i++) {
        printf("请输入进程 %d 的执行时间：", i + 1);
        scanf("%d", &p[i].burst_time);
        p[i].pid = i + 1;
    }
    SJF(p, n);
    return 0;
}

该程序可以根据用户输入的进程数和每个进程的执行时间，计算出每个进程的等待时间和周转时间，并输出平均等待时间和平均周转时间。