探索操作系统实验：进程调度与实时算法

本实验报告旨在通过实践操作理解并掌握操作系统中的处理器调度算法。实验的主要目标包括理解三级调度体系，熟悉并实现不同类型的调度算法，如作业调度和进程调度，以及实时调度中的最早截止时间优先 (EDF) 和最低松弛度优先 (LSD) 算法。实验使用了VSCode作为开发环境。 首先，实验要求学生深入理解三级调度的概念，即作业调度、进程调度和线程调度。在操作系统层面，作业调度主要负责将用户提交的作业分配到不同的处理器上执行，而进程调度则关注单个处理器上运行的多个进程之间的资源分配。时间片轮转调度是进程调度的一种常见策略，按照时间片大小轮流执行各个进程，确保公平性。 具体实践中，实验要求编程实现几种常见的调度算法： 1. 先来先服务 (FCFS) 算法：该算法根据进程到达的时间顺序执行，不考虑进程的执行时间长短。在给出的代码片段中，通过`fcfs_schedule`函数，按照进程列表的顺序计算每个进程的开始和结束时间。在这个例子中，进程按照 `{1, 2, 3, 4}` 的顺序依次执行，每个进程在其到达时间和执行时间之和上结束。 2. 短作业/进程优先 (SJF) 算法：虽然题目没有提供具体的实现代码，但通常这种算法会根据进程的预计执行时间（即burst time）来决定调度顺序，优先选择执行时间最短的进程。这有助于提高系统整体效率，减少平均等待时间。 另外，实时调度部分，实验提供了两个选择：最早截止时间优先（EDF）和最低松弛度优先（LSD）。EDF算法根据每个进程的截止时间（即最早完成任务所需的总时间）进行调度，保证所有截止时间早的进程能被及时处理。LSD算法则是关注剩余执行时间最短的进程，以便尽快缓解系统负载。这两种算法都是为了满足实时系统对响应时间和任务完成时间的严格要求。 通过这个实验，学生可以加深对操作系统调度机制的理解，锻炼编程能力和理论与实践相结合的能力。同时，对这些调度算法的实际运用，也能帮助他们优化系统性能，提升系统的资源利用率和吞吐量。