进程调度算法实现：先来先服务与最短时间优先

“操作系统实验报告——进程调度算法” 在操作系统中，进程调度是核心功能之一，其目的是有效地分配CPU资源，确保系统效率和响应性。本实验报告主要关注两种常见的进程调度算法：先来先服务（FCFS，First-Come First-Served）和最短服务时间（SJF，Shortest Job First）。这两个算法都是为了实现进程的执行顺序，以优化系统的性能。 **先来先服务（FCFS）算法**是最简单的调度策略，如同其名，按照进程到达的先后顺序进行服务。FCFS算法的实现通常通过维护一个进程队列，新到达的进程被添加到队尾，等待CPU的执行。在实验中，通过比较进程的到达时间（Atime）进行排序，保证了最早的进程优先获得执行机会。FCFS算法的优点是实现简单，但缺点是可能导致较长等待时间，特别是当短进程被长进程阻塞时，可能会出现饥饿现象。 **代码实现**： 在提供的代码片段中，`fcfs()`函数实现了FCFS算法。首先，它使用两个嵌套循环从后向前遍历进程数组，检查并交换到达时间更早的进程。然后，计算每个进程的开始时间（Rtime）、完成时间（Ftime）、周转时间（Ztime）和带权周转时间（Dtime）。周转时间是完成时间与到达时间之差，带权周转时间是周转时间除以服务时间，用于衡量平均效率。 ```c for(j=n-1;j>=0;j--) // 从后向前遍历，调整到达时间顺序 { for(i=0;i<j;i++) { if(a[i].Atime>a[i+1].Atime) // 比较到达时间 { // 交换进程信息 ... } } } // 计算进程的执行信息 for(i=0;i<n;i++) { a[i].Rtime = ...; // 根据调度算法计算 a[i].Ftime = ...; // 完成时间 a[i].Ztime = ...; // 周转时间 a[i].Dtime = ...; // 带权周转时间 } ``` **最短服务时间（SJF）算法**是另一种常见策略，旨在减少平均等待时间。该算法总是选择服务时间最短的进程执行，可以是预知服务时间的非抢占式版本，也可以是抢占式版本，即一旦发现新的更短服务时间的进程，就中断当前进程。实验中没有提供具体的SJF实现，但在实际操作中，需要对服务时间进行排序，类似于FCFS中的到达时间排序。 进程调度算法的选择直接影响着系统的性能指标，如周转时间、带权周转时间、平均等待时间和响应时间。在多任务环境下，需要根据系统的特定需求和目标选择合适的调度算法。例如，对于交互式系统，可能更倾向于选择能快速响应用户请求的算法，而批处理系统可能更注重整体的吞吐量。因此，理解和掌握这些基本的调度算法是操作系统设计和分析的基础。