进程调度实验（优先权调度和时间片轮转调度）实验分析及结论

进程调度实验通常涉及操作系统中的两种主要调度策略：优先级调度（Priority Scheduling）和时间片轮转调度（Time-Slicing Scheduling）。这些实验分析主要关注以下几个方面：

1. **优先权调度**：
- **分析**：在这种调度中，每个进程被分配一个优先级，高优先级的进程优先获得处理器资源。当所有高优先级进程运行完毕后，才会调度低优先级的进程。分析重点包括响应时间和吞吐量，优先级倒置（低优先级进程频繁阻塞高优先级进程）的可能性以及公平性。
- **结论**：优先级调度适合实时系统，但可能导致低优先级进程长时间得不到处理，同时如果优先级设置不当，可能会导致系统性能下降。

2. **时间片轮转调度**：
- **分析**：每个进程被分配一段固定的时间（时间片）来运行，然后切换到下个进程，如此循环。这有助于提高系统的并发性和短任务的响应速度。然而，长任务可能因频繁的上下文切换而效率降低，即所谓的“抖动”现象。
- **结论**：时间片轮转适合处理大量短任务和多用户环境，提高了资源利用率，但可能对长任务不友好。

在实验分析和结论部分，你可能还会讨论：
- **调度算法**（如先来先服务、短进程优先等）对调度性能的影响。
- **调度算法的改进措施**（如使用优先级队列或动态调整时间片等）。
- **调度器的优化**，比如引入抢占式和非抢占式调度。

相关问题

1、 设计进程控制块PCB的结构，分别适用于优先权调度算法和时间片轮转调度算法。 2、 建立进程就绪队列。 3、 编制两种进程调度算法：优先权调度算法和时间片轮转调度算法的实验步骤

1. 进程控制块PCB的结构设计

a. 适用于优先权调度算法的PCB结构

- 进程标识符pid
- 进程状态status
- 进程优先级priority
- 进程PC指针pc
- 进程寄存器状态reg_state
- 进程堆栈指针stack_pointer
- 进程存储器分配表memory_allocation_table

b. 适用于时间片轮转调度算法的PCB结构

- 进程标识符pid
- 进程状态status
- 进程优先级priority
- 进程PC指针pc
- 进程寄存器状态reg_state
- 进程堆栈指针stack_pointer
- 进程时间片remaining_time_slice
- 进程存储器分配表memory_allocation_table

2. 进程就绪队列的建立

在进程控制块PCB中，加入一个就绪队列指针ready_queue，用来指向该进程所属的就绪队列，然后建立一个就绪队列数组ready_queue_array，用来存放所有的就绪队列。在进程调度时，根据进程优先级和时间片等因素将进程加入到相应的就绪队列中。

3. 进程调度算法的实验步骤

a. 优先权调度算法

步骤一：建立就绪队列数组ready_queue_array，用来存放所有的就绪队列。

步骤二：建立进程控制块PCB，包含进程标识符pid、进程状态status、进程优先级priority等信息。

步骤三：创建进程并将其加入到相应的就绪队列中。

步骤四：从就绪队列中选择一个优先级最高的进程运行，并将其从就绪队列中移除。

步骤五：进程运行完毕后，如果还有其他进程在就绪队列中，根据优先级选择下一个进程运行。

b. 时间片轮转调度算法

步骤一：建立就绪队列数组ready_queue_array，用来存放所有的就绪队列。

步骤二：建立进程控制块PCB，包含进程标识符pid、进程状态status、进程优先级priority等信息。

步骤三：创建进程并将其加入到相应的就绪队列中。

步骤四：从就绪队列中选择一个进程运行，并将其时间片减1。

步骤五：如果进程运行完毕后，时间片还未用完，则将其加入到就绪队列的队尾；如果时间片已经用完，则将其加入到下一个就绪队列的队尾，并将其时间片重置为默认值。

步骤六：重复步骤四和步骤五，直到所有进程运行完毕。

1、 设计进程控制块PCB的结构，分别适用于优先权调度算法和时间片轮转调度算法。 2、 建立进程就绪队列。 3、 编制两种进程调度算法：优先权调度算法和时间片轮转调度算法。

1、 PCB的结构可以包含以下信息：

- 进程标识符：唯一标识进程的编号；
- 进程状态：包括就绪、运行、阻塞等状态；
- 指令指针：指向进程当前执行的指令地址；
- 寄存器状态：保存进程的寄存器状态；
- 内存指针：指向进程在内存中的位置；
- 优先级：适用于优先权调度算法，表示进程的优先级；
- 时间片：适用于时间片轮转调度算法，表示进程分配到的时间片大小。

2、 进程就绪队列是一个队列，用于存放处于就绪状态的进程。在优先权调度算法中，队列可以按照优先级进行排序；在时间片轮转调度算法中，队列可以按照进程进入就绪队列的时间进行排序。

3、 优先权调度算法：按照进程的优先级进行调度，优先级高的进程先被执行。如果有多个进程具有相同的优先级，可以采用先到先服务（FCFS）调度。

时间片轮转调度算法：将CPU时间分配为固定大小的时间片，每个进程在分配到的时间片内执行。当时间片用完时，进程被放到就绪队列的末尾，等待下一轮调度。如果进程在时间片内完成了执行，它可以自己释放CPU。时间片大小可以根据系统需求进行调整。