在计算机科学中,操作系统(Operating System,简称OS)是管理计算机硬件与软件资源的系统软件,负责合理地组织计算机各部分协调工作。调度策略是操作系统中的一个核心组成部分,它决定了如何分配CPU时间给不同的进程。以下是操作系统的五大常见调度策略:
1. 先来先服务(FCFS)
概述:FCFS(First-Come, First-Served)是最简单的调度策略,进程按照到达CPU的顺序进行调度。
优点:实现简单,公平。
缺点:可能导致“饥饿”现象,即某些进程长时间得不到调度。
示例:
def fcfs(processes):
order = []
for process in processes:
order.append(process)
return order
processes = [1, 2, 3, 4, 5]
print(fcfs(processes))
2. 最短作业优先(SJF)
概述:SJF(Shortest Job First)优先调度预计运行时间最短的进程。
优点:平均等待时间短,系统响应速度快。
缺点:可能导致短作业优先,长作业饿死。
示例:
def sjf(processes):
order = sorted(processes, key=lambda x: x['burst_time'])
return order
processes = [{'id': 1, 'burst_time': 3}, {'id': 2, 'burst_time': 1}, {'id': 3, 'burst_time': 4}]
print(sjf(processes))
3. 最短剩余时间优先(SRTF)
概述:SRTF(Shortest Remaining Time First)是SJF的动态版本,它考虑进程当前剩余时间。
优点:响应速度快,减少进程等待时间。
缺点:调度开销大,可能引起进程切换。
示例:
def srtf(processes):
order = []
current_time = 0
while processes:
shortest_process = min(processes, key=lambda x: x['burst_time'])
order.append(shortest_process)
processes.remove(shortest_process)
current_time += shortest_process['burst_time']
return order
processes = [{'id': 1, 'burst_time': 3}, {'id': 2, 'burst_time': 1}, {'id': 3, 'burst_time': 4}]
print(srtf(processes))
4. 优先级调度
概述:优先级调度根据进程的优先级进行调度,优先级高的进程先执行。
优点:能较好地满足某些特定需求。
缺点:可能导致低优先级进程饿死。
示例:
def priority(processes):
order = sorted(processes, key=lambda x: x['priority'], reverse=True)
return order
processes = [{'id': 1, 'priority': 2}, {'id': 2, 'priority': 5}, {'id': 3, 'priority': 1}]
print(priority(processes))
5. 轮转调度
概述:轮转调度(Round Robin,简称RR)将CPU时间分成固定大小的“时间片”,进程依次执行。
优点:公平,响应时间短。
缺点:可能导致进程切换开销大。
示例:
def round_robin(processes, time_slice):
order = []
current_time = 0
while processes:
for process in processes:
if process['burst_time'] <= time_slice:
order.append(process)
processes.remove(process)
current_time += process['burst_time']
else:
process['burst_time'] -= time_slice
current_time += time_slice
return order
processes = [{'id': 1, 'burst_time': 3}, {'id': 2, 'burst_time': 1}, {'id': 3, 'burst_time': 4}]
time_slice = 2
print(round_robin(processes, time_slice))
以上五种调度策略各有优缺点,实际应用中需要根据具体情况进行选择。