作业调度算法分析：先来先服务与短作业优先

"操作系统计算题 (2).docx" 在操作系统中，作业调度是至关重要的一个环节，它决定了系统资源如何被有效地分配给等待执行的进程。本题主要探讨了两种常见的作业调度算法——先来先服务（FCFS）和短作业优先（SJF）算法，并通过具体的例子比较了这两种算法的性能，同时提出了一种可能的优化策略。 首先，我们分析第一部分的计算题。这里有三个作业，其到达时间和所需CPU时间分别为： - 作业1：到达时间0.0，CPU时间1 - 作业2：到达时间1.0，CPU时间2 - 作业3：到达时间3.0，CPU时间3 1. 先来先服务（FCFS）算法：作业按照到达的顺序依次执行。作业1在0.0时刻开始，8.0时刻完成；作业2在8.0时刻开始，11.6时刻完成；作业3在12.0时刻开始，13.0时刻完成。平均周转时间 = (8 + 11.6 + 12) / 3 = 10.53。 2. 短作业优先（SJF）算法：优先选择CPU时间短的作业执行。作业1在0.0时刻开始，8.0时刻完成；作业3在8.0时刻开始，9.0时刻完成；作业2在9.0时刻开始，12.6时刻完成。平均周转时间 = (8 + 8 + 12.6) / 3 = 9.53。 接着，题目提出了一个优化策略：当作业1到达后，延迟其执行，等待所有作业到达后再按照SJF调度。这样，作业3在1.0时刻开始，2.0时刻完成；作业2在2.0时刻开始，5.6时刻完成；作业1在6.0时刻开始，14.0时刻完成。平均周转时间 = (1 + 5.6 + 14) / 3 = 6.87，这个策略的平均周转时间优于FCFS和SJF。 第二部分的计算题同样涉及FCFS和SJF算法，但给出了不同的作业到达时间和CPU时间： - 作业1：到达时间9:00，CPU时间70分钟 - 作业2：到达时间9:40，CPU时间30分钟 - 作业3：到达时间9:50，CPU时间10分钟 - 作业4：到达时间10:10，CPU时间5分钟 1. FCFS算法：作业1在9:00开始，10:10结束；作业2在10:10开始，11:10结束；作业3在11:10开始，11:20结束；作业4在11:20开始，11:25结束。平均周转时间 = (70 + 70 + 60 + 45) / 4。 2. SJF算法：如果作业按到达顺序执行，即1→2→3→4，但根据SJF原则，应该优先执行最短的作业，因此实际调度可能是1→4→3→2。作业1在9:00开始，10:10结束；作业4在10:10开始，10:15结束；作业3在10:15开始，10:25结束；作业2在10:25开始，11:05结束。平均周转时间 = (70 + 5 + 10 + 40) / 4。 通过这两个问题，我们可以看到，不同的调度算法对系统的性能有显著影响。FCFS算法简单，但可能导致长作业等待时间过长；SJF算法通常能减少平均周转时间，但可能对长作业不公平；而优化策略则试图在两者之间找到平衡，以降低整体周转时间。在实际操作系统设计中，还会考虑其他因素，如响应时间、公平性、可预测性等，以实现更优的调度策略。