[论文解读] Design and Performance Evaluation of A New Proposed Fittest Job First Dynamic Round Robin(FJFDRR) Scheduling Algorithm

Rakesh Mohanty, Manas Das+2 more|arXiv (Cornell University)|Sep 14, 2011

Real-Time Systems Scheduling参考文献 4被引用 10

一句话总结

本文提出了一种名为最适作业优先动态轮转（Fittest Job First Dynamic Round Robin, FJFDRR）的调度算法，该算法基于计算出的适应度因子（f）动态调整时间片，以优先处理适应度更高的进程。与基于优先级的静态轮转（PBSRR）相比，FJFDRR减少了上下文切换次数、平均等待时间以及平均完成时间，展现出更优的进程调度效率。

ABSTRACT

In this paper, we have proposed a new variant of Round Robin scheduling algorithm by executing the processes according to the new calculated Fit Factor f and using the concept of dynamic time quantum. We have compared the performance of our proposed Fittest Job First Dynamic Round Robin(FJFDRR) algorithm with the Priority Based Static Round Robin(PBSRR) algorithm. Experimental results show that our proposed algorithm performs better than PBSRR in terms of reducing the number of context switches, average waiting time and average turnaround time.

研究动机与目标

• 为解决传统轮转调度和基于优先级的调度中存在的低效问题，提出动态时间片调整机制。
• 减少进程调度中的上下文切换次数、等待时间及完成时间。
• 通过基于适应度的作业优先策略，提升系统的响应速度和吞吐量。
• 评估所提出的FJFDRR算法与现有PBSRR调度算法的性能表现。

提出的方法

• FJFDRR算法引入适应度因子（f）以基于执行特性评估进程的适应度。
• 利用适应度因子（f）动态调整时间片，使适应度更高的进程获得更高效的资源分配。
• 进程按轮转方式调度，但时间片值根据f动态变化。
• 适应度因子（f）定期重新计算，以反映进程行为和系统负载的变化。
• 该算法将基于优先级的选择与动态时间片结合，实现公平性与效率的平衡。
• 通过上下文切换次数、平均等待时间及平均完成时间等仿真指标评估性能。

实验结果

研究问题

• RQ1 基于适应度因子（f）的动态时间片调整相较于静态时间片分配，对调度效率有何影响？
• RQ2 FJFDRR相较于PBSRR在减少上下文切换次数方面达到何种程度？
• RQ3 基于适应度因子的优先级策略能否改善进程调度中的平均等待时间和完成时间？
• RQ4 FJFDRR如何在提升等待时间与吞吐量等性能指标的同时保持公平性？
• RQ5 在实时与通用工作负载中，FJFDRR相较于PBSRR的整体性能提升如何？

主要发现

• FJFDRR算法相较于PBSRR算法减少了上下文切换次数。
• FJFDRR中的平均等待时间显著低于PBSRR，表明进程响应能力得到提升。
• FJFDRR中的平均完成时间更短，表明进程完成速度更快。
• 所提出的算法在所有评估的性能指标中均优于PBSRR，包括效率与系统吞吐量。
• 基于适应度因子（f）的时间片动态调整带来了更好的负载均衡与资源利用率。
• 实验结果证实，FJFDRR在公平性与性能之间的权衡上优于PBSRR。