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论缩短女厕所平均等待时间的一种可能性——女性用小便器 最近复习操作系统,看到处理机调度方式有感,在处理机调度中,短作业优先调度是最短平均等待时间和周转时间,而又刷到视频讨论女厕所排队,所以产生了思考。 情况如下,刨除生理差异因素,仅仅讨论男女厕所两种调度模式差异,把上厕所抽象成短作业和长作业,把小便池和坑位抽象成处理机。 那么就分成了以下情况 两个处理机,分两种情况处理工作 情况1,一个处理机专门处理短作业,一个专门处理长作业 情况2,不区分处理机用途 假设有90个用时两分钟的短作业,十个十分钟的长作业,每分钟随机一个进程到达 前提设定 1.任务总量:共100个任务,其中90个短作业(用时2分钟),10个长作业(用时10分钟)。 2.到达规则:从0时刻开始,每分钟随机到达1个任务(即第1分钟到达第1个,第2分钟到达第2个……第100分钟到达最后1个)。假设短/长作业到达概率与数量比例一致: - 每分钟到达短作业的概率为90%(90/100),长作业为10%(10/100)。 - 按此概率,100分钟内恰好到达90个短作业和10个长作业(简化计算,忽略随机性波动)。 3.调度规则:所有任务到达后进入对应队列,处理机空闲时立即处理队列首任务(无优先级抢占,非抢占式调度)。 4.定义: - 等待时间 = 任务开始处理时间 - 到达时间 - 周转时间 = 任务完成时间 - 到达时间(= 等待时间 + 处理时间) 情况1:区分处理机(专用分工) - 处理机1:只处理短作业(处理时间2分钟)。 - 处理机2:只处理长作业(处理时间10分钟)。 短作业(90个,处理机1) - 到达时间:分散在1-100分钟(每10分钟约9个,均匀分布简化)。 - 处理机1处理能力:每2分钟完成1个短作业,即每分钟处理0.5个,吞吐量足够应对到达率(每分钟1个短作业,但仅占90%,即0.9个/分钟),不会积压。 - 等待时间:每个短作业到达时,处理机1若空闲则立即开始;若忙碌(前一个短作业未完成),最多等待前一个短作业的剩余时间(≤2分钟)。 - 平均等待时间≈1分钟(假设任务均匀到达,相邻短作业间隔≈1/0.9≈1.1分钟,处理机1几乎无空闲,每个任务等待前一个任务的一半时间)。 - 周转时间:等待时间 + 2分钟,平均≈1+2=3分钟。 长作业(10个,处理机2) - 到达时间:分散在1-100分钟(每10分钟约1个)。 - 处理机2处理能力:每10分钟完成1个长作业,到达率为0.1个/分钟(10个/100分钟),刚好匹配,无积压。 - 等待时间:每个长作业到达时,处理机2若空闲则立即开始;若忙碌,等待前一个长作业完成(剩余时间≤10分钟)。 - 平均等待时间≈5分钟(相邻长作业间隔≈10分钟,处理机2连续处理,每个任务等待前一个任务的一半时间)。 - 周转时间:等待时间 + 10分钟,平均≈5+10=15分钟。 情况2:不区分处理机(通用处理) - 两个处理机无分工,所有任务(短/长)进入同一队列,按到达顺序处理(FCFS调度)。 - 关键问题:长作业(10分钟)会占用处理机,导致后续短作业等待时间延长。 短作业(90个) - 由于长作业处理时间长(10分钟),当处理机被长作业占用时,短作业需排队等待。 - 10个长作业共占用处理机时间:10×10=100分钟,两个处理机总空闲时间为100×2=200分钟(总任务处理时间=90×2+10×10=280分钟,实际总占用时间=280分钟,排队等待源于长作业阻塞)。 - 短作业平均等待时间≈ 10分钟(约等于一个长作业的处理时间,因长作业会阻塞多个短作业排队)。 - 周转时间:10 + 2 = 12分钟。 长作业(10个) - 长作业到达后,若处理机空闲则立即开始;若被短作业占用,最多等待2分钟(短作业处理时间)。 - 平均等待时间≈1分钟(短作业处理时间短,对长作业阻塞小)。 - 周转时间:1 + 10 = 11分钟。 结果对比 表格 情况 任务类型 平均等待时间 平均周转时间 情况1(分工) 短作业 1分钟 3分钟 长作业 5分钟 15分钟 情况2(通用) 短作业 10分钟 12分钟 长作业 1分钟 11分钟 结论 - 分工处理(情况1)显著降低短作业的等待时间和周转时间,但长作业因专用处理机连续处理,等待时间略长。 - 通用处理(情况2)中,长作业等待时间更短,但短作业因被长作业阻塞,等待时间大幅增加(约为分工情况的10倍)。 - 这与“女厕所排队”现象一致:不区分任务类型时,长任务会显著拖累短任务的处理效率。#鼠鼠的逆天日常##8月3日乐子内容限定#
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