Java版CPU进程调度与内存分配实验详解

本次实验主要涉及的是操作系统中的核心概念，包括CPU进程调度和内存管理，以Java编程语言进行实现。实验名为"EXP.1 CPU Scheduling"，旨在让学生理解在多道程序环境下，如何有效地管理和优化处理器资源的分配与利用。进程调度是操作系统的重要组成部分，它决定了哪个进程首先获得CPU的使用权，以及在执行过程中如何进行切换。 实验的具体内容分为两个部分： 1. **CPU调度**：这里需要选择并实现一个调度算法，例如抢占式调度（Preemptive Scheduling）、非抢占式调度（Non-Preemptive Scheduling）或优先级调度（Priority-based Scheduling）。学生需要设计算法逻辑，确保公平性和效率，同时考虑各种可能的情况，比如抢占、时间片轮转等。在Java环境中，这涉及到进程对象的创建、状态维护、调度决策等功能的编码。 2. **内存分配与回收**：在处理机调度的同时，也需要关注主存储器（内存）的分配和回收。在多任务系统中，每个进程需要一定的内存空间运行，而当进程结束或者被调度到后台时，这部分内存需要释放给其他活动进程。这涉及到内存管理的数据结构（如内存池、段式管理、页式管理等），以及相应的内存分配算法，如首次适应算法、最佳适应算法或最坏适应算法等。 实验的目的在于： - 增强对操作系统内部运作机制的理解，特别是处理器调度和内存管理原理。 - 提高编程技能，通过实际操作熟悉Java编程在操作系统环境下的应用。 - 学习和实践算法设计，培养解决问题的能力。 - 练习操作系统级别编程，理解操作系统如何与硬件交互，以及如何协调多个进程间的资源竞争。 在整个实验过程中，学生需关注资源利用率、程序性能、并发控制和系统稳定性，这些都是衡量操作系统效率的关键指标。此外，还需要撰写实验报告，总结实验过程、分析结果，并讨论优化策略和可能的问题及解决方案。