操作系统进程调度算法

操作系统进程调度是管理计算机系统中多个并发执行的进程的关键机制，其目的是高效、公平地分配CPU资源。在本实验中，我们将关注两种主要的调度算法：优先级调度和时间片轮转法。 优先级调度是一种根据进程优先级高低来决定CPU分配的策略。高优先级的进程通常会比低优先级的进程更快获得执行机会。在实际操作中，可以设置不同优先级的阈值，比如实时进程和普通进程的优先级差异。在C语言实现时，我们需要创建一个结构体（如PCB，Process Control Block）来存储进程信息，包括优先级。然后，我们可以设计一个调度函数，按照优先级排序进程队列，并选择优先级最高的进程进行执行。 时间片轮转法则是将所有处于就绪状态的进程放入一个循环队列中，每个进程被分配一个固定的时间片（如10毫秒）。当一个进程的时间片用完后，它会被暂停，CPU转而执行下一个进程。这种算法保证了每个进程在一定时间内都有机会执行，提高了交互性，尤其适用于多用户环境。在C语言实现中，我们需要维护一个进程队列，记录每个进程的时间片和已使用时间，并在每次调度时检查时间片是否耗尽。 实验内容要求设计一个模拟程序，包含五个并发执行的进程，并选择上述两种算法之一。为了实现这个模拟，首先需要理解这两种调度算法的工作原理，然后绘制程序流程图，明确各个阶段的操作。接着，使用C语言根据流程图编写代码。在程序中，可以使用结构体来表示进程控制块，包括进程名称、需要的CPU时间、优先级、到达时间、结束时间等信息。同时，需要实现调度函数，用于处理进程状态的转换，如从就绪到运行，从运行到等待，以及时间片的更新。 实验步骤如下： 1. 理解优先级和时间片轮转法的细节。 2. 设计进程控制块（PCB）结构体，并定义相应的属性和方法。 3. 创建一个调度函数，该函数根据选择的调度算法决定下一个执行的进程。 4. 编写程序流程图，包括进程状态的变化和调度决策。 5. 使用C语言实现流程图，创建进程队列，实现进程状态的更新和调度算法。 6. 在程序执行过程中，通过屏幕输出进程状态变化，以便观察和分析调度效果。 通过实验，学生可以深入理解操作系统中进程调度的重要性，以及不同调度算法如何影响系统性能和响应时间。这不仅有助于理论知识的掌握，也有助于提高编程实践能力。