Java模拟进程调度：短作业优先与先来先服务算法

"这篇实验报告主要讨论了基于Java的进程调度算法模拟程序设计，涵盖了短作业优先（Short Job First, SJF）和先来先服务（First-Come, First-Served, FCFS）两种调度策略。实验目的是通过编程实践来深入理解进程的基本概念，以及进程调度的过程和算法。实验中，学生需要使用Java或C/C++等编程语言实现一个模拟系统，该系统能够模拟N个进程的调度执行，并使用特定的进程控制块（Process Control Block, PCB）结构来描述每个进程的状态和属性。PCB结构包括进程ID、优先级、已占用CPU时间、剩余CPU时间、阻塞时间和状态等关键字段。此外，实验还涉及了优先数的动态变化规则，以及如何清晰展示每个时间片内的进程调度情况。" 在这个实验中，学生需要关注以下几个知识点： 1. **进程和进程调度**：进程是操作系统中并发执行的程序实例，而进程调度是操作系统核心功能之一，负责决定哪个进程应当获得CPU执行。这个实验让学生通过模拟实际操作，理解进程的运行状态（如就绪、运行、阻塞）和调度过程。 2. **进程控制块（PCB）**：PCB是操作系统用来记录和管理进程的关键数据结构，包含了进程的所有必要信息，如ID、优先级、CPU时间、状态等。在实验中，学生需要设计并实现PCB结构。 3. **调度算法**： - **短作业优先（SJF）**：这是一种非抢占式调度算法，优先选择预计运行时间最短的进程进行执行，旨在最小化平均等待时间。 - **先来先服务（FCFS）**：这是一种简单的调度算法，按照进程到达的顺序依次执行，不考虑进程的执行时间。 4. **优先级调度**：实验中引入了优先级的概念，进程的优先级可以随时间变化，例如，进程在就绪队列中等待一个时间片后优先级增加，运行一个时间片后优先级减少，这种策略可以模拟实时系统的特性。 5. **程序设计**：学生需要用Java编写模拟程序，这涉及到Java的输入输出处理、数据结构设计（如队列）以及算法实现。 6. **结果分析**：实验最后，学生需要分析程序运行的结果，讨论不同调度算法对系统性能的影响，如周转时间、等待时间等，这有助于深化对操作系统原理的理解。 通过这个实验，学生不仅可以提升编程技能，还能深入理解操作系统中的核心概念，特别是进程调度的原理和实现。