【操作系统】-- 先来先服务算法（FCFS）、短作业优先算法（SJF）、高响应比调度算法（HRRN）

一、先来先服务（FCFS）

1、算法思想

主要从公平的角度考虑。

2、算法规则

按照 作业/进程 到达的先后顺序进行服务。

3、是否可抢占

非抢占式算法。

4、是否可导致饥饿

不会导致饥饿。

5、优缺点

优点：公平、算法实现简单。

缺点：对长作业有利，对短作业不利。

6、例题

例：各进程到达就绪队列的时间、需要运行时间如下表，使用先来先服务调度算法，计算各进程的等待时间、平均等待时间、周转时间、平均周转时间、带权周转时间、平均带权周转时间。

进程	到达时间	运行时间
P1	0	7
P2	2	4
P3	4	1
P4	5	4

 

答：

周转时间 = 完成时间 - 到达时间

P1 = 7-0 = 7；P2 = 11-2 = 9；P3 = 12-4 = 8；P4 = 16-5 = 11

带权周转时间 = 周转时间 / 运行时间

P1 = 7/7 = 1；P2 = 9/4 = 2.25；P3 = 8/1 = 8；P4 = 11/4 = 2.75

等待时间 = 周转时间 - 运行时间（此例题进程到达后要么等待要么运行）

P1 = 7-7 = 0；P2 = 9-4 = 5；P3 = 8-1 = 7；P4 = 11-4 = 7

平均周转时间 = （7+9+8+11）/4 = 8.75

平均带权周转时间 = （1+2.25+8+2.75）/4 = 3.5

平均等待时间 = （0+5+7+7）/4 = 4.75

二、短作业优先（SJF）

1、算法思想

追求最少的平均等待时间、最少的平均周转时间和平均带权周转时间。

2、算法规则

最短的 作业/进程 优先得到服务。

3、是否可抢占

非抢占式，

抢占式版本：最短剩余时间优先算法。

4、是否会导致饥饿

 会，如果有源源不断的短作业到来，可能使长作业长时间得不到服务。

5、优缺点

优点：“最短的“平均等待时间、平均周转时间

缺点：不公平，对短作业有利，对长作业不利，可能产生饥饿现象。

6、例题

例：各进程到达就绪队列的时间、需要运行时间如下表，使用非抢占式的短作业优先调度算法，计算各进程的等待时间、平均等待时间、周转时间、平均周转时间、带权周转时间、平均带权周转时间。

进程	到达时间	运行时间
P1	0	7
P2	2	4
P3	4	1
P4	5	4

答：

 

周转时间 = 完成时间 - 到达时间

P1 = 7-0 = 7；P3 = 8-4 = 4；P2 = 12-2 = 10；P4 = 16-5 = 11

带权周转时间 = 周转时间 / 运行时间

P1 = 7/7 = 1；P3 = 4/1 = 4；P2 = 10/4 = 2.5；P4 = 11/4 = 2.75

等待时间 = 周转时间 - 运行时间（此例题进程到达后要么等待要么运行）

P1 = 7-7 = 0；P3 = 4-1 = 3；P2 = 10-4 = 6；P4 = 11-4 = 7

平均周转时间 = （7+4+10+11）/4 = 8

平均带权周转时间 = （1+4+2.5+2.75）/4 = 2.56

平均等待时间 = （0+3+6+7）/4 = 4

三、高响应比优先（HRRN）

1、算法思想

要综合考虑 作业/进程 的等待时间和要求服务时间

2、算法规则

在每次调度时先计算各个 作业/进程 的响应比，选择响应比最高的 作业/进程 为其服务。

响应比 = 等待时间+要求服务时间 / 要求服务时间

3、是否可抢占

非抢占式算法

4、是否会导致饥饿

不会

5、优缺点

综合考虑了等待时间和运行时间，

等待时间相同，要求服务时间短的优先，

要求服务时间相同，等待时间长的优先，

对于长作业，等待时间越久，响应比也会越来也大，从而避免了长作业饥饿问题。

6、例题

例：各进程到达就绪队列的时间、需要运行时间如下表，使用高响应比优先调度算法，计算各进程的等待时间、平均等待时间、周转时间、平均周转时间、带权周转时间、平均带权周转时间。

进程	到达时间	运行时间
P1	0	7
P2	2	4
P3	4	1
P4	5	4

答：

 0时刻：P1到达就绪队列，P1占用CPU

7时刻：P1主动放弃CPU，就绪队列有P2（响应比=（5+4）/4=2.25）、P3（（3+1）/1=3）、P4（（2+4）/4=1.5）

8时刻：P3完成，P2（2.5）、P4（1.75）

12时刻：P2完成，就绪队列只剩P4

以上三种算法一般适用于早期的批处理系统，不适用于交互式系统,FCFS算法常结合其他算法使用。

下篇文章是适用于交互式系统的调度算法。