sjf算法例题详解

理解与实现Shortest Job First (SJF) 调度算法

Shortest Job First (SJF) 是一种常见的 CPU 调度算法，旨在最小化作业的等待时间，通过先执行预计执行时间最短的作业来实现。下面将深入解析 SJF 调度算法的原理，并提供 Python 代码示例来演示其实现。

SJF 算法原理

SJF 算法的核心概念是选择预计执行时间最短的作业来执行。具体而言，当一个作业到达时，系统会检查所有待执行的作业，然后选择预计执行时间最短的作业进行执行。这意味着，如果有一个作业的预计执行时间比当前正在执行的作业还要短，那么系统将暂停当前作业，执行预计执行时间更短的作业，然后再回到原来的作业。

SJF 算法的类型

1.

非抢占式 SJF：

2.

抢占式 SJF：

SJF 算法的优点和缺点

优点：

最大程度地减少了作业的等待时间。

适用于短作业优先的场景，可以提高系统的吞吐量和响应速度。

缺点：

如果有长时间的作业不断到达，短作业可能会一直被延迟执行，导致长时间的等待。

预计执行时间的准确性对算法的效果影响很大，如果估计不准确，可能导致长作业的频繁抢占。

Python 实现示例

下面是一个简单的 Python 示例，演示了非抢占式 SJF 算法的实现。

```python

class Process:

def __init__(self, pid, burst_time):

self.pid = pid

self.burst_time = burst_time

def sjf(processes):

processes.sort(key=lambda x: x.burst_time) 按照预计执行时间排序

total_time, total_waiting_time = 0, 0

print("进程ID\t预计执行时间\t等待时间")

for i, process in enumerate(processes):

total_waiting_time = total_time

print(f"{process.pid}\t\t{process.burst_time}\t\t{total_time}")

total_time = process.burst_time

average_waiting_time = total_waiting_time / len(processes)

print(f"平均等待时间: {average_waiting_time}")

示例用法

if __name__ == "__main__":

processes = [Process(1, 6), Process(2, 8), Process(3, 7), Process(4, 3)]

sjf(processes)

```

在这个示例中，我们定义了一个简单的 `Process` 类来表示作业，其中包含作业的 ID 和预计执行时间。我们实现了一个 `sjf` 函数来对作业进行排序并计算等待时间。我们给出了一个简单的示例来演示函数的用法。

结论

Shortest Job First (SJF) 调度算法是一种经典的 CPU 调度算法，旨在最小化作业的等待时间。通过选择预计执行时间最短的作业来执行，可以提高系统的响应速度和吞吐量。然而，需要注意的是，准确的预计执行时间对算法的效果至关重要，不准确的估计可能会导致长作业的频繁抢占，影响系统的性能。

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