操作系统：高响应比优先CPU调度算法实现

"操作系统高响应比课程设计文档是一个关于CPU调度算法的实现，特别是高响应比优先（Non-preemptive）算法。此设计旨在解决批处理系统中短作业优先算法可能导致长作业等待过久的问题，通过动态优先级和等待时间的增长来确保长作业的执行机会。" 操作系统中的CPU调度是管理处理器资源的关键部分，它决定了哪些进程可以在任何给定时间获得CPU执行。在这个课程设计中，重点是高响应比优先调度策略，该策略综合了作业的等待时间和服务时间，以确保更公平的资源分配。 1. **高响应比优先算法**： - **响应比**：响应比是作业的等待时间与服务时间之和除以服务时间，即响应比 = (等待时间 + 服务时间) / 服务时间。 - **非抢占式**：在这个设计中，一旦一个作业开始执行，它会一直运行到完成，即使有其他更高优先级的作业到达。 - **动态优先级**：作业的优先级随着等待时间的增加而提高，使得长时间等待的作业有机会得到执行。 - **优点**：兼顾短作业的快速响应和长作业的公平执行，避免了短作业优先算法可能导致的长作业饥饿问题。 2. **系统结构分析**： - **作业状态存储**：使用结构体存储作业的属性，包括作业号、到达时间、需要运行时间、开始时间、完成时间、优先级、周转时间和带权周转时间。 - **输入机制**：支持用户直接输入作业信息或从文件中读取。 - **排序功能**：依据作业的到达时间对作业队列进行排序。 - **调度逻辑**：按最早到达时间选择作业执行，完成一个作业后更新优先级并重新排序，选取响应比最高的作业继续执行，直到所有作业完成。 3. **系统详细设计**： - **作业组织**：每个作业的档案包含详细信息，便于调度和管理。 - **调度问题**：一是作业的管理和信息记录，二是基于响应比的调度决策。 - **输出机制**：作业完成后，通过输出函数将信息显示在屏幕上，并释放已使用的内存资源。 - **结束条件**：所有作业执行完毕，输出当前时间，程序终止。 4. **实现与测试**： - 在Linux环境下进行测试，设计中包含了详细分析、运行截图和流程图，以展示算法的实际效果。 - 用户可以提供文件输入或手动输入数据，增加了操作的灵活性和可验证性。 通过这个课程设计，学生能够深入理解操作系统内核如何管理CPU时间，并掌握实际编程实现调度算法的技能。同时，它强调了在设计调度策略时平衡效率与公平性的必要性。