"操作系统习题,包括进程与线程、调度算法等内容,涉及短作业优先(SJF)和轮转(Round Robin)算法的比较,以及多级反馈队列调度的分析。"
操作系统是计算机系统的核心,负责管理和控制硬件及软件资源,确保系统的高效、公平和稳定运行。在操作系统中,进程和线程是处理任务的基本单位。进程是程序的一次执行实例,拥有独立的内存空间;线程是进程中执行的子任务,共享进程的资源。
1. 调度
- 短作业优先(Shortest Job First, SJF):这是一种非抢占式调度算法,它总是选择预计运行时间最短的进程进行执行。在给定的例子中,Process1的最小完成时间为12个单位,而Process2的总工作量为20个单位。在SJF算法下,先执行Process1,然后是Process2。
- 轮转(Round Robin, RR):是一种时间片轮换的抢占式调度算法,每个进程分配一个固定的时间片(例如4个单位)。Process1会在完成两个工作单位后被抢占,执行I/O操作,然后再继续。Process2将在轮到时开始执行,并在时间片结束时被抢占,如此循环,直到完成。
2. 多级反馈队列(Multi-Level Feedback Queue, MLFQ)
- MLFQ是一种兼顾响应时间和平均周转时间的调度策略。在示例中,有三个级别,第一级队列的量子时间为8ms,第二级为16ms,第三级执行FCFS(先来先服务)。所有作业在时间0到达,根据作业的执行时间,它们会在不同的队列之间移动。计算Gantt图和平均等待及周转时间需要对每个作业的执行过程进行详细跟踪,包括进入队列、等待时间、执行时间等。
为了计算平均等待时间和周转时间,需要逐个分析每个作业的执行流程。例如,第一个作业在第一级队列中执行4ms,然后可能移到第二级,依此类推。周转时间是作业从开始到结束的总时间,等待时间是周转时间减去执行时间。最后,将所有作业的周转时间和等待时间相加,除以作业总数,得到平均值。
总结,操作系统习题涵盖了核心概念如进程调度,深入理解这些内容对于学习和掌握操作系统原理至关重要。SJF和RR是常见的调度算法,而MLFQ体现了更复杂、实际的调度策略,旨在平衡不同类型和需求的作业。通过解决这些习题,学生可以提升对操作系统调度机制的理解和应用能力。