操作系统实验：进程调度模拟与算法实现

"该文档是一个关于操作系统实验的指导材料，主要讨论了进程调度模拟，包括两种调度算法：最高优先数优先和先来先服务，并详细介绍了进程控制块（PCB）的结构和进程状态的管理。实验目标是通过编程实现这些算法，以加深对进程管理和调度的理解。" 在操作系统中，进程调度是核心功能之一，它决定了哪些进程能在何时获取CPU执行权。本实验旨在通过编写和调试进程调度程序，帮助学习者深入理解这一概念。实验中，我们有两个基本的调度算法： 1. **最高优先数优先（Highest Priority First, HPF）**：此算法优先选择优先数最高的进程进行执行。优先数通常代表进程的重要程度或紧迫性。在实验中，如果一个进程的优先数高于当前运行的进程，那么它会被调度执行。 2. **先来先服务（First-Come, First-Served, FCFS）**：这是一种简单直观的调度策略，按照进程到达系统的顺序分配CPU。在实验中，当没有更高优先数的进程时，系统会按照进程的到达顺序选择下一个就绪进程。 每个进程都由一个**进程控制块（Process Control Block, PCB）**表示，PCB中存储了进程的关键信息，如： - **进程名**：用于标识进程的名称。 - **优先数**：决定进程调度的依据。 - **到达时间**：进程进入就绪队列的时间。 - **需要运行时间**：进程执行到完成所需的CPU时间。 - **已用CPU时间**：记录进程实际使用CPU的时间。 - **进程状态**：就绪（Wait）、运行（Run）或完成（Finish）。 在实验中，进程的运行时间是以时间片为单位计算的。当一个就绪进程获取CPU并运行一个时间片后，其已用CPU时间会增加。如果已用CPU时间达到需要的运行时间，进程结束；否则，进程的优先数会减1，返回到就绪队列等待下一次调度。 实验程序的实现包括排序函数`sort()`，用于根据优先数对就绪队列中的进程进行排序，确保调度的正确性。每次调度后，都会输出当前运行的进程、就绪队列状态和所有进程的PCB信息，以便于分析和验证调度结果。 通过这个实验，学习者可以实际操作并观察不同调度策略如何影响进程的执行顺序，从而更好地理解和掌握操作系统中的进程管理和调度原理。