C/C++实现进程调度：优先级与轮转算法模拟

“课程设计 进程调度算法” 进程调度是操作系统中的关键部分，它负责决定哪个进程应该在何时获得CPU的执行权。本课程设计旨在通过编程模拟两种基本的进程调度算法：优先级算法和时间片轮转算法，以帮助学生深入理解进程调度的概念和过程。以下是这些算法的详细说明： 1. **优先级算法**： - **进程控制块PCB（Process Control Block）**：每个进程都有一个PCB，包含进程ID、优先级、CPU时间、总运行时间、进程状态和队列指针等信息。优先级是决定进程调度的关键因素，优先级越高，越早获得CPU执行。在这个设计中，进程优先级随机生成，且标识越大，优先级越高。 2. **时间片轮转算法**： - **时间片**：CPU的执行时间被划分为固定长度的时间片，每个进程最多可以使用一个时间片。当进程用完时间片后，它会被置为就绪状态，等待下一次调度。 - **状态转换**：进程在就绪、运行和阻塞三种状态之间转换。在就绪队列中等待的时间会增加进程的优先级，运行一个时间片也会增加优先级。 - **调度策略**：在每个时间片结束时，调度器选择优先级最高的进程，或者在时间片轮转中选择队列头部的进程。 3. **设计内容与流程**： - **初始化**：用户输入系统中进程的数量，创建相应的PCB并将其组织成就绪队列。 - **显示进程状态**：为了便于观察，程序需实时显示每个时间片内各个进程的状态变化。 - **状态切换**：按照优先级算法和时间片轮转规则进行进程状态的切换，并更新PCB中的相关信息。 4. **实验设计思想**： - **单处理器环境**：模拟环境中只有一个CPU，因此只能有一个进程处于运行状态，其余进程在就绪或阻塞队列中等待。 - **进程创建**：由于是模拟实验，需要人工创建进程并加入就绪队列。 - **输出**：输出当前运行进程的PCB内容，展示调度过程。 5. **算法模型设计**： - **静态优先级法**：优先级在进程创建时确定，且在整个生命周期中保持不变，调度器优先考虑优先级高的进程。 - **时间片轮转法**：所有进程分配相同的时间片，当时间片用尽，进程被强制退出，返回就绪队列。 通过这样的模拟，学生能够亲身体验到进程调度的动态性，理解如何根据不同的调度策略影响进程的执行顺序，以及如何通过调整优先级和时间片长度来优化系统性能。此外，这个设计也锻炼了编程能力和问题解决技巧，使得理论知识与实践操作相结合，有助于深化对操作系统核心概念的理解。