操作系统作业调度算法解析与练习解答

操作系统作业调度是操作系统核心功能之一，主要目标是合理地分配处理器资源，使得系统性能得到优化，用户满意度提高。调度算法的选择直接影响到系统的响应时间、周转时间和系统吞吐量等关键指标。 1. **先来先服务（FCFS）算法** FCFS算法是最直观的调度策略，按照作业到达的先后顺序进行调度。这种算法简单，易于实现，但对于短作业不利，可能导致短作业长时间等待。例如，练习1中的A、B、C三个作业，如果按照FCFS，A会首先被执行，然后是B，最后是C，尽管C的执行时间比A长，但它却在A之后开始执行。 2. **最短作业优先（SJF）调度算法** SJF算法优先选择执行时间最短的作业，以提高系统效率。然而，这种算法可能导致长作业无限期等待，特别是在没有优先级考虑的情况下。在练习2的（3）部分，如果使用SJF算法，作业的执行顺序可能是A、D、B、E、C，因为A的执行时间最短。 3. **响应比最高者优先（HRRN）算法** HRRN算法综合考虑了等待时间和执行时间，通过响应比R（R = 1 + 等待时间/执行时间）来确定作业的优先级。这种算法试图平衡短作业和长作业的需求。在练习1中，随着等待时间的增加，长作业的响应比会逐渐升高，因此可能会在某个时刻优先于短作业执行。 4. **最高优先级优先（HPF）算法** HPF算法根据作业的优先级进行调度，优先级高的作业先执行。在练习2的（1）部分，由于作业D、E、C、B、A的优先级分别为4、3、2、1、5，所以作业执行顺序是E、D、C、B、A。平均周转时间为110/5=22分钟。 5. **FCFS（作业到达顺序为C、D、B、E、A）** 在练习2的（2）部分，按照到达顺序调度，作业的执行顺序是C、D、B、E、A。平均周转时间需要根据具体计算得出。 6. **其他调度策略** 除了上述算法，还有其他策略，如磁带与非磁带作业的搭配、优先数法和均衡调度算法。这些方法通常针对特定环境和需求进行优化，例如，优先数法结合了优先级和到达时间等因素，而均衡调度算法旨在避免处理器空闲或过载，确保资源的公平分配。 总结来说，不同的调度算法有各自的优缺点，适用于不同的系统环境和用户需求。操作系统设计者需要根据实际场景选择合适的调度策略，以达到最佳的系统性能和用户体验。在实际操作中，往往还会结合多种算法，形成混合调度策略，以适应更复杂的系统动态。