C++模拟进程调度实验：实现与策略分析

"C++进程调度模拟实验是利用C++编程语言实现的一个程序，用于模拟不同的进程调度算法，包括First-Come First-Served (FCFS)、Shortest Process Next (SPF)、Highest Priority First (HPF)以及Round Robin (RR)。实验中，每个进程由一个PCB（Process Control Block）结构体表示，包含进程ID、优先级、CPU时间、总时间、开始阻塞时间、已阻塞时间以及状态等属性。实验数据以表格形式给出，记录了不同时间点的系统状态，包括运行中的进程、就绪队列和阻塞队列。此外，还涉及到如何根据指定的调度策略进行进程切换以及实现多进程的交互和时间片分配。" 在C++进程调度模拟实验中，有以下几个关键知识点： 1. **进程调度**：进程调度是操作系统的核心功能之一，它负责决定哪个进程应该获得CPU执行权。在这个实验中，模拟了四种常见的调度策略： - **FCFS（先来先服务）**：按照进程到达的顺序执行。 - **SPF（最短进程优先）**：选择预计运行时间最短的进程执行。 - **HPF（最高优先级优先）**：选择优先级最高的进程执行。 - **RR（轮转法）**：按照时间片轮转的方式执行进程，当时间片用完后，进程进入就绪队列等待下一次执行。 2. **PCB（进程控制块）**：PCB是操作系统用于管理进程的重要数据结构，包含了关于进程的所有必要信息，如： - **ID**：进程的唯一标识。 - **Priority**：进程的优先级，用于决定调度策略。 - **CPUTime**：进程已经消耗的CPU时间。 - **ALLTIME**：进程的总运行时间，包括CPU时间和阻塞时间。 - **STARTBLOCK**：进程开始阻塞的时间。 - **BLOCKTIME**：进程阻塞的总时间。 - **STATE**：进程的状态，如running（运行）、ready（就绪）、blocked（阻塞）。 3. **状态转换**：进程在运行过程中会经历不同的状态，如从就绪到运行，或者从运行到阻塞。这些状态转换在模拟中通过更新PCB的状态字段进行。 4. **调度算法的实现**：实验要求根据指定的调度策略实现进程的调度，这通常涉及数据结构（如队列）的操作和时间片的管理。例如，RR策略中需要维护一个时间片队列，并在时间片耗尽时将当前进程移出并放入就绪队列。 5. **模拟过程**：实验模拟了整个系统的动态变化，记录了不同时间点的系统状态，包括运行中的进程、就绪队列和阻塞队列。这有助于分析不同调度算法的效果。 6. **编程实现**：实验代码可能使用C++的类和结构体来实现PCB，以及队列数据结构。还需要实现各种调度算法的逻辑，如根据优先级或时间片进行进程选择，并处理进程间的切换。 7. **教学目的**：这样的实验旨在帮助学生理解操作系统中的进程调度概念，提高他们对并发和并行处理的理解，以及实际编程实现这些概念的能力。 通过这个实验，学生可以深入学习操作系统的内部机制，掌握进程管理的关键点，并通过实践巩固理论知识。