先来先服务算法、短作业优先算法、以及基于优先数的调度算法结论分析

先来先服务算法（First Come First Served，FCFS）是一种简单的调度算法，即按照任务到达的先后顺序进行调度。优点是简单易行，实现容易，缺点是无法处理短作业和长作业的混合调度，容易导致长作业占用 CPU 时间过久，降低系统的响应速度。

短作业优先算法（Shortest Job First，SJF）是一种优先调度算法，即按照任务的执行时间长度进行调度，执行时间短的任务优先执行。优点是能够最大限度地提高系统的吞吐量，缺点是容易出现“饥饿现象”，即长作业得不到调度，导致长时间等待。

基于优先数的调度算法（Priority Scheduling）是一种根据任务的优先级进行调度的算法，即优先级高的任务优先执行。优点是能够使得重要任务得到及时响应，缺点是可能出现优先级反转问题，即优先级低的任务一直无法得到执行。

综上所述，不同的调度算法各有优缺点，需要根据具体的应用场景选择合适的算法。例如，对于 CPU 资源较为紧缺的系统，可以选择短作业优先算法或者基于优先数的调度算法；对于响应时间要求较高的系统，可以选择先来先服务算法或者基于优先数的调度算法。

相关问题

先来先服务和短作业优先调度算法代码

以下是先来先服务（FCFS）和短作业优先（SJF）调度算法的代码示例：

先来先服务（FCFS）调度算法：

# FCFS调度算法
def fcfs(processes):
    n = len(processes)
    # 按照到达时间进行升序排序
    processes = sorted(processes, key=lambda x: x[0])
    # 计算等待时间和周转时间
    waiting_time, turnaround_time = [0] * n, [0] * n
    for i in range(1, n):
        waiting_time[i] = waiting_time[i - 1] + processes[i - 1][1]
    for i in range(n):
        turnaround_time[i] = waiting_time[i] + processes[i][1]
    # 计算平均等待时间和平均周转时间
    avg_waiting_time = sum(waiting_time) / n
    avg_turnaround_time = sum(turnaround_time) / n
    # 返回结果
    return avg_waiting_time, avg_turnaround_time

短作业优先（SJF）调度算法：

# SJF调度算法
def sjf(processes):
    n = len(processes)
    # 按照到达时间进行升序排序
    processes = sorted(processes, key=lambda x: x[0])
    # 初始化等待时间和周转时间
    waiting_time, turnaround_time = [0] * n, [0] * n
    # 记录已经运行的时间
    run_time = 0
    # 记录已经完成的进程数
    completed = 0
    # 循环运行进程
    while completed < n:
        # 找到所有已经到达的进程
        arrived_processes = [process for process in processes if process[0] <= run_time and process[3] == 0]
        if not arrived_processes:
            # 如果当前没有进程到达，则时间加1
            run_time += 1
            continue
        # 找到运行时间最短的进程
        shortest_process = min(arrived_processes, key=lambda x: x[1])
        # 更新等待时间和周转时间
        index = processes.index(shortest_process)
        waiting_time[index] = run_time - shortest_process[0]
        turnaround_time[index] = waiting_time[index] + shortest_process[1]
        # 更新已经运行的时间和完成的进程数
        run_time += shortest_process[1]
        completed += 1
        # 标记已经完成的进程
        processes[index][3] = 1
    # 计算平均等待时间和平均周转时间
    avg_waiting_time = sum(waiting_time) / n
    avg_turnaround_time = sum(turnaround_time) / n
    # 返回结果
    return avg_waiting_time, avg_turnaround_time

以上两个算法都是使用Python语言编写的。其中，`processes`是一个列表，表示进程的信息。每个进程由四个元素组成，依次为到达时间、运行时间、优先级（如果是SJF算法，优先级为运行时间）和完成标志（0表示未完成，1表示已完成）。这两个算法的返回值都是平均等待时间和平均周转时间。

实现有先来先服务，最短作业优先，最小优先数三种调度算法的作业调度程序，c++实现

在操作系统中，作业调度程序是管理进程的重要组成部分，它根据特定的调度算法来决定哪个进程应该获得处理器的时间片。以下是三种常见的作业调度算法：

1. **先来先服务 (FCFS)**: 按照作业到达系统的顺序进行调度，最先到达的作业首先被执行。这种策略简单直观，但可能会导致响应时间长的作业等待时间过长。

#include <queue>
class FCFS {
public:
    void schedule(vector<Job>& jobs) {
        for (const auto& job : jobs)
            process(job);
    }
private:
    // 这里可以添加一个队列来存储任务，process()函数将它们依次取出并执行
};

2. **最短作业优先 (SJF)**: 根据每个作业的预计运行时间排序，选择运行时间最短的任务。这通常通过估算或已知的执行时间计算得出。

struct JobComparator {
    bool operator()(const Job& a, const Job& b) { return a.run_time < b.run_time; }
};

class SJF {
public:
    void schedule(vector<Job>& jobs) {
        sort(jobs.begin(), jobs.end(), JobComparator());
        for (const auto& job : jobs)
            process(job);
    }
};

3. **最小优先数 (HP)** 或 **最短剩余时间优先 (SRTF)**: 类似于SJF，但它不是直接比较总运行时间，而是比较剩余运行时间。这意味着即使一个作业的总运行时间较长，如果它的剩余时间很短，也可能优先被调度。

class HP {
public:
    void schedule(vector<Job>& jobs) {
        sort(jobs.begin(), jobs.end(), [](const Job& a, const Job& b) { return a.remaining_time < b.remaining_time; });
        for (const auto& job : jobs)
            process(job);
    }
};

在这三个例子中，`Job`是一个类，包含了进程的信息如运行时间和剩余时间。`process()`函数代表了实际的调度操作。