操作系统王道考研 p15 调度算法：先来先服务最短作业优先最高响应比优先

Posted 2021-12-29 karshey

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知识总览

先来先服务（FCFS，First Come First Serve）

算法思想：公平 （类似排队）
算法规则：按照作业/进程到达的先后顺序服务
用于作业/进程调度：
用于作业调度时，考虑的是哪个作业先到后备队列；
用于进程调度时，考虑的是哪个进程先到就绪队列。
是否可抢占：否。非抢占式算法。
优缺点：
优点：公平，算法实现简单；
缺点：排在长作业后面的短作业需要等待很长时间、带权周转时间很大，对短作业来说很不友好。即，先来先服务对长作业有利，对短作业不利。
是否会导致饥饿：不会。（排队嘛，总会轮到你的）

先来先服务例子：

短作业优先（SJF，Shortest Job First）

由于上面的先来先服务对短作业不利，所以这里提出的短作业优先就是为了对短作业有利。

算法思想：追求最少的平均等待时间，最少的平均周转时间、最少的平均带权周转时间
算法规则：（服务）时间最短的作业/进程优先得到服务
用于作业/进程调度：
都可以用。用于进程调度时称为“短进程优先（SPF，P是Process）”。
是否可抢占：SJF和SPF是非抢占。但也有抢占版本的——最短剩余时间优先算法（SRTN，Shortest Remaining Time Next）。
优缺点：
优点：（跟别的算法相比有）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。长作业可能会饥饿。另外，进程/作业的运行时间是由用户提供的，不一定真实，不一定能真正的短作业优先。
是否会导致饥饿：会。短作业一直来，那么一开始的长作业就会饥饿，甚至饿死。

短作业优先算法的例子：
非抢占的例子：

抢占的例子：

可以得到，已经出现的三种算法的三个指标是顺次降低的。（即，越来越优）

注意：
即，如果未特别说明，短作业优先默认为非抢占版本的。
对于第2条，加上了条件后，剩余时间其实就是每个进程的总共服务时间。

高响应比优先算法（HRRN，Highest Response Ratio Next）

以上算法一个对短作业不利，一个对长作业不利。现在想找一个对双方都没那么不利的算法。

算法思想：综合考虑作业/进程的等待时间和要求服务的时间
（考虑到等待时间就不会让长作业饥饿，考虑到要求服务时间就不会让对短作业不利）
算法规则：每次调度时，先计算各个作业/进程的相应比，选择相应比最高的服务。

相应比=（等待时间+要求服务时间）/要求服务时间。故它一定>=1.
（相应比高，说明对于自己要服务的时间长度已经等了很久了）
用于作业/进程调度：都可以用。
是否可抢占：否。非抢占式算法。
优缺点：
优点：
综合考虑了等待时间和运行时间（要求服务时间）。
等待时间相同时，短作业优先（SJF的优点）。
要求服务时间相同时，等待时间长的优先（FCFS的优点）。
对于长作业，等的时间越久，相应比越大，从而不会饥饿。
是否会导致饥饿：不会。

高响应比优先例子：
绿色框框里是很好的解释。

总结

对于用户来说，交互性糟糕。
适用于早期的批处理系统。