操作系统调度算法对比分析:FCFS, RR, SPN, SRT, HRRN, FB

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"该资源包含了操作系统课程中关于进程调度策略的习题答案,涉及第九章到第十一章的内容。主要讨论了不同的调度算法,如先来先服务(FCFS)、时间片轮转(RR)、短作业优先(SPN)、最短剩余时间优先(SRT)、高响应比优先(HRRN)以及多级反馈队列调度(FB)。通过具体的例子展示了各种算法对进程完成时刻、周转时间和响应时间的影响,并对比了I/O-bound和CPU-bound进程在调度策略上的差异。" 操作系统是计算机系统的核心组件,负责管理和控制系统的硬件与软件资源,其中进程调度是其重要功能之一。本资料详细阐述了多个进程调度算法: 1. **先来先服务(FCFS)**:按照进程到达的顺序进行服务,是最简单的调度算法,但在处理I/O-bound和CPU-bound进程时可能导致长时间等待。 2. **时间片轮转(RR)**:将CPU时间划分为固定的时间片,每个进程分配一个时间片,执行完后进入等待状态,由下一个进程继续执行。RR调度可以减少进程切换的延迟,但可能导致饥饿现象。 3. **短作业优先(SPN)**:优先选择执行时间最短的进程,能有效降低平均周转时间,但在多I/O操作的环境中可能导致CPU-bound进程长时间等待。 4. **最短剩余时间优先(SRT)**:与SPN类似,但考虑的是剩余的执行时间,有助于减少平均等待时间,避免长期等待的进程。 5. **高响应比优先(HRRN)**:综合考虑周转时间和服务时间,优先级为响应比最高的进程,既能照顾到短进程,又防止长进程饿死。 6. **多级反馈队列调度(FB)**:设置多个队列,不同队列对应不同的优先级和服务时间,进程根据其行为动态调整队列,适合处理混合型工作负载。当I/O-bound进程比例较高时,它们能在低优先级队列中快速完成,而CPU-bound进程可能需要等待更长时间。 在I/O-bound和CPU-bound进程的调度问题上,多级反馈队列调度器倾向于优先考虑I/O-bound进程,因为这类进程通常在执行少量计算后就进入I/O等待,从而释放CPU,提高了整体系统效率。相比之下,CPU-bound进程在执行过程中占用CPU时间较长,可能会导致其他进程等待。因此,调度器的策略是为了平衡各种类型进程的需求,确保系统整体性能优化。