《作业排序》课件

作业排序了解作业排序的重要性以及各种排序算法的特点和应用场景通过掌握主流的排序算法，优化程序性能，提高工作效率课程目标掌握基本作业调度概念学习常见作业调度算法12了解作业调度的定义、重要性重点介绍、、FCFS SJFHRN以及基本原理和等经典算法MLFQ分析算法的优缺点掌握作业调度的应用实34践探讨各类算法的特点及适用场景为选择合适的算法提供依据结合具体案例了解作业调度在,,计算机系统中的应用作业排序的重要性作业排序是实现有效的任务管理和系统运行的关键它可以减少系统延迟、提高资源利用率、并确保公平性合理的作业排序策略能够优化整体系统性能提高生产效率和客户满意度,作业排序的定义作业排序概念合理安排任务提高系统效率作业排序是指根据一定的规则和算法对需作业排序旨在根据任务的重要性、紧急程度、通过作业排序可以最大化系统的整体性能,,,要执行的任务进行合理的安排和调度以提资源消耗等因素合理安排任务执行的顺序减少资源浪费提高任务的响应速度和完成,,,,高系统的整体效率提高系统的生产力效率作业排序的基本步骤确定Objective1根据业务需求明确作业排序的目标收集信息Job2收集各个作业的关键信息如到达时间、执行时间等选择算法3根据目标和作业特点选择合适的调度算法执行排序4按照选定算法的规则对作业进行排序评估结果5检查排序结果是否满足目标如有必要调整算法,作业排序的基本步骤包括确定目标、收集作业信息、选择算法、执行排序和评估结果等这些步骤确保作业排序过程科学有序能够最大限度地达成预期目标,作业排序的常见算法先来先服务短作业优先FCFS SJF按照作业到达的时间顺序执行简单优先执行处理时间最短的作业可最,,易实现大化吞吐量高响应比优先多级反馈队列HRN MLFQ平衡了处理时间和等待时间提高了根据作业特点动态调整优先级兼顾,,响应性公平性和效率先来先服务算FCFS法先来先服务是最简单直观的作业调度算法它按First Come,First Served照作业到达系统的先后顺序进行调度无需考虑作业的长度或其他特性,算法的原理FCFS先来先服务无抢占式（算法是一种非抢占式的调度FCFS First-Come,First-FCFS）是一种最简单的作业调算法，即一旦一个作业开始执行，Served度算法，其核心思想是按照任务直到该作业结束都不会被中断到达的时间顺序来执行效率与公平兼顾算法以简单公平为主要目标，兼顾了作业响应时间和系统吞吐量FCFS算法的特点FCFS简单易行公平性无预测性平均响应时间长算法是最简单直接的作算法以先到先服务的方算法不会预测作业的执算法不关心作业的长短FCFS FCFS FCFSFCFS,业调度算法不需要任何复杂式处理作业确保每个作业都行时间只根据到达顺序处理容易导致长作业被卡在队列中,,,,,的计算和数据结构易于实现有机会被执行体现了公平性缺乏对作业特性的考虑平均响应时间较长,,原则算法的优缺点FCFS优点缺点简单易懂，实现方式直接不需要大量计算和资源开销无法优先考虑紧急任务长作业可能会长时间占用系统资源应用场景局限性适用于任务之间无紧急性差异，或者资源充足的情况不能充分利用系统资源，可能会导致某些任务长时间等待短作业优先算SJF法短作业优先算法是一种常见的作业调度算法它通Shortest JobFirst,SJF过优先调度预计运行时间最短的作业来提高系统效率算法的原理SJF最短作业优先动态优先级算法的核心思想是根据作业的服务时间运行时间来进行调度在作业到达时系统会动态计算作业的预计服务时间并根据最短时SJF,,系统会优先处理服务时间最短的作业从而可以最大化系统的吞吐间来安排作业的执行顺序这种动态调度能够提高系统的响应速,量度算法的特点SJF实时调度理论依据平均等待时间短算法会实时检查就绪队列中的作业，并算法基于最短作业优先的理论假设认算法可最大程度地减少就绪队列中作业SJF SJF,SJF选择具有最短估计执行时间的作业进行调度为先执行短作业可以提高系统吞吐量的平均等待时间算法的优缺点SJF优点缺点算法能够最大限度地减少平均等待时间提高系统的吞吐量对算法需要提前知道作业的运行时间这在实际中很难预测长作SJF,SJF,于短作业它能够提供快速的响应时间算法简单高效易于实现业可能会被无限期地推迟导致不公平的调度算法不能很好地处理,,,高优先级作业高响应比优先HRN算法高响应比优先算法是一种动态优先级Highest ResponseRatio Next,HRN调度算法它结合了先来先服务和短作业优先的优点根据作业的FCFS SJF,响应比来决定调度顺序算法的原理HRN响应比优先级分配算法基于每个作业的响应比算法会不断计算每个作业的HRN HRN来决定其优先级，响应比等于等响应比，并按照最高响应比优先待时间与作业服务时间之和的原则进行调度动态调整随着作业等待时间的增加，响应比会不断提高，从而确保长作业也有机会被处理算法的特点HRN动态优先级调整平衡延迟和吞吐量自适应性强算法会动态地调整每个作业的优先级算法试图在作业的平均响应时间和系算法能自动适应不同类型作业的特点HRN,HRN HRN,依据作业的等待时间和服务时间来计算响应统吞吐量之间寻求平衡既能提高系统效率灵活调整调度策略从而提高整体系统性能,,,比从而实现更公平的调度又能兼顾每个作业的公平性,算法的优缺点HRN优点响应速度快优点公平性高::算法可以快速响应紧急任务提高算法考虑了作业的等待时间可以HRN,HRN,整体效率更公平地分配资源缺点复杂度高缺点可能产生饥饿::算法需要计算每个作业的响应比长时间等待的作业可能会被一再推迟HRN,,实现复杂度较高导致饥饿现象发生多级反馈队列算法MLFQ多级反馈队列是一种先进先出的作业调度算法通过动态调整MLFQ FIFO,作业优先级来提高系统的整体响应性能算法的原理MLFQ动态优先级调整多级反馈队列算法通过动态调整作业的将就绪队列分为多个优先MLFQ MLFQ优先级确保高优先级作业可以优级队列每个队列都有自己的时间,,先得到服务片和调度规则优先级提升机制当作业在低优先级队列等待时间过长时会自动提升其优先级以避免,MLFQ,饥饿现象算法的特点MLFQ动态调度多级队列时间片轮转优先级递减算法会根据作业的运行算法使用多个运行队列算法采用时间片轮转的算法会随着作业运行时MLFQ MLFQ MLFQMLFQ情况动态调整其优先级和调度来管理不同优先级的作业，确方式为每个优先级队列分配间的增加而降低其优先级以,,策略，以确保公平性和高效性保高优先级作业得到及时调度一定的时间防止低优先确保系统吞吐量和响应时间的CPU,级作业被饿死平衡算法的优缺点MLFQ优点灵活性高优点减少饥饿现象12算法可动态调整各队列通过多级队列和自动调整优先MLFQ的优先级适应不同作业负载的级可以有效避免短作业,,MLFQ需求提高整体系统的利用率被长作业长期占据资源的问题,缺点实现复杂度高缺点需要预测作业时34间算法需要维护多个队列MLFQ,并动态调整各队列的优先级系算法需要事先预测作业,MLFQ统实现和管理较为复杂运行时间如果预测不准确会影,响调度效果作业调度算法的应用场景作业调度算法广泛应用于计算机系统、制造业、物流管理等领域旨在提高资源,利用率、缩短作业完成时间、减少等待时间等其中常见应用包括企业生产管,理、医院手术安排、飞机起降调度等此外随着云计算和大数据的发展作业调度算法在资源分配、任务执行等场景中,,也扮演着重要角色为用户提供更加智能、高效的服务,作业调度算法的发展趋势云计算的发展机器学习的应用边缘计算兴起资源分配优化随着云计算的迅速崛起作业调结合机器学习技术作业调度算边缘计算环境下作业调度需更作业调度算法需持续优化资源,,,度算法需适应大规模、高并发法可以智能学习并优化调度策加注重实时性和低延迟算法也使用效率以满足不同应用场景,,的云计算环境略提高效率需适应变化的需求,课程总结主要内容回顾重点收获未来展望课程总结我们系统地学习了作业排序的了解如何选择合适的作业排序作业排序技术将随着云计算、通过本课程的学习相信大家,基本概念、常见算法及其原理、算法提高系统运行效率和用大数据等新技术的发展而不断已经掌握了作业排序的基础知,特点和应用场景户体验创新和优化识和应用方法。