操作系统进程调度算法spf python

SPF（Shortest Process First）算法，也称为SJF（Shortest Job First）算法，是一种非抢占式的进程调度算法。该算法会优先选择估计运行时间最短的进程来执行，以最小化平均等待时间。在实现上，可以使用一个优先队列来存储所有已到达的进程，按照估计运行时间从小到大排序，每次选择队首的进程来执行。如果有新的进程到达，则将其加入队列中。如果当前进程的运行时间已经用完，则将其从队列中移除，执行下一个进程。在Python中，可以使用heapq模块来实现优先队列。

相关问题

操作系统——进程调度算法 python实现

好的，进程调度算法是操作系统中非常重要的一部分。常见的进程调度算法有先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、高响应比优先（HRRN）、时间片轮转（RR）等。下面是这些算法的 Python 实现：

1. 先来先服务（FCFS）：

def FCFS(processes):
    waiting_time = 0
    turn_around_time = 0
    completion_time = 0
    for process in processes:
        completion_time += process['burst_time']
        turn_around_time += completion_time - process['arrival_time']
        waiting_time += turn_around_time - process['burst_time']
    return waiting_time / len(processes), turn_around_time / len(processes)

2. 短作业优先（SJF）：

def SJF(processes):
    processes = sorted(processes, key=lambda x: x['burst_time'])
    waiting_time = 0
    turn_around_time = 0
    completion_time = 0
    for process in processes:
        completion_time += process['burst_time']
        turn_around_time += completion_time - process['arrival_time']
        waiting_time += turn_around_time - process['burst_time']
    return waiting_time / len(processes), turn_around_time / len(processes)

3. 高响应比优先（HRRN）：

def HRRN(processes):
    waiting_time = 0
    turn_around_time = 0
    completion_time = 0
    for i, process in enumerate(processes):
        if i == 0:
            completion_time = process['burst_time']
        else:
            response_ratio_list = []
            for j in range(i):
                response_ratio = (completion_time - processes[j]['arrival_time'] + processes[j]['burst_time']) / processes[j]['burst_time']
                response_ratio_list.append(response_ratio)
            max_response_ratio_index = response_ratio_list.index(max(response_ratio_list))
            selected_process = processes.pop(max_response_ratio_index)
            completion_time += selected_process['burst_time']
            turn_around_time += completion_time - selected_process['arrival_time']
            waiting_time += turn_around_time - selected_process['burst_time']
    return waiting_time / len(processes), turn_around_time / len(processes)

4. 时间片轮转（RR）：

def RR(processes, time_slice):
    waiting_time = 0
    turn_around_time = 0
    completion_time = 0
    while processes:
        for i in range(len(processes)):
            if processes[i]['burst_time'] > time_slice:
                completion_time += time_slice
                processes[i]['burst_time'] -= time_slice
            else:
                completion_time += processes[i]['burst_time']
                turn_around_time += completion_time - processes[i]['arrival_time']
                waiting_time += turn_around_time - processes[i]['burst_time']
                processes.pop(i)
                break
    return waiting_time / len(processes), turn_around_time / len(processes)

这里的 `processes` 是一个列表，其中每个元素是一个字典，表示一个进程的信息，如下所示：

processes = [
    {'name': 'P1', 'arrival_time': 0, 'burst_time': 8},
    {'name': 'P2', 'arrival_time': 1, 'burst_time': 4},
    {'name': 'P3', 'arrival_time': 2, 'burst_time': 9},
    ...
]

在这个列表中，每个进程有一个名称、到达时间和执行时间。你可以根据自己的需要修改这些信息，来测试这些进程调度算法的实现。

操作系统进程调度算法综述

操作系统进程调度算法是指为了高效地利用 CPU 资源，操作系统采用的一些策略来决定哪个进程可以获得 CPU 时间片，从而运行它的代码。下面是几种常见的进程调度算法：

1. FCFS（先来先服务）：按照进程到达的先后顺序进行调度，即谁先到谁先执行，这种算法简单易实现，但可能导致某些进程等待时间过长，容易产生“饥饿”现象。

2. SJF（短作业优先）：按照进程估计的执行时间长度进行调度，即先执行执行时间较短的进程。这种算法可以减少平均等待时间，但需要精确估计进程执行时间，否则容易出现“错误优化”，即将执行时间长的进程等待时间无限延长。

3. SRTF（最短剩余时间优先）：在 SJF 的基础上，每次都将剩余执行时间最短的进程调度到 CPU 上执行，这种算法可以进一步减少平均等待时间，但需要频繁地进行进程切换，会增加系统开销。

4. RR（轮转调度）：将 CPU 时间分成固定大小的时间片，每个进程按照到达顺序轮流执行一个时间片，如果进程在一个时间片内没有执行完，则重新排队等待下一次调度。这种算法可以保证所有进程都能够获得一定的 CPU 时间，但可能会导致一些进程长时间等待。

5. Priority scheduling（优先级调度）：为每个进程赋予一个优先级，按照优先级高低依次调度进程。这种算法可以使高优先级的进程尽快执行，但可能会导致低优先级的进程长时间等待。

6. Multi-level queue scheduling（多级队列调度）：将进程分成多个队列，每个队列有不同的优先级，不同队列之间采用不同的调度算法，比如前面提到的 FCFS、SJF、优先级调度等。这种算法可以根据不同进程的特点进行灵活调度，但需要复杂的实现。

以上是常见的几种进程调度算法，每种算法都有其优缺点和适用场景，操作系统需要根据实际情况选择最合适的算法。