进程调度：优先数法与轮转算法的实现与分析

在本实验中，我们将深入探讨操作系统中的进程调度，具体关注于"进程的调度"这一关键概念。实验内容围绕着进程控制块（PCB）的创建和管理展开，它是操作系统管理进程中核心的数据结构，包含了进程的基本信息，如进程名、优先级、运行时间、CPU占用时间和状态等。两个主要的调度算法被应用于这个模拟环境中：先来先服务（FCFS，First-Come, First-Served）和最高优先数优先（HPF，Highest Priority First）。 FCFS算法的基本思想是按照进程到达就绪队列的顺序进行调度，即进程的执行顺序取决于其到达的时间。每个进程运行一段时间后，其优先级可能会根据算法规则动态调整，如若一个进程在一个时间片内未能完成，其优先级会降低，以鼓励更快完成任务的进程获得执行机会。 另一种算法是HPF，它依据进程的优先级进行调度。在这个算法中，进程被按照优先级从高到低排序，优先级高的进程优先获得CPU资源。每当一个时间片结束，正在运行的进程会检查其优先级是否高于就绪队列中的最高优先级进程，如果不是，则将就绪队列中的最高优先级进程替换为当前进程，同时更新优先级和状态。 实验内容包括设计一个进程调度程序，实现这两个算法的逻辑，并通过动态显示进程的状态和参数变化，以便直观地分析和比较不同调度策略的效果。进程状态包括运行(Run)、就绪(Wait)和完成(Finish)三种，进程的运行时间、优先级和时间片数量都是通过伪随机数生成器生成，以模拟真实环境中的不确定性。 进程控制块采用链式结构，包括RUN指针指向当前运行的进程，HEAD和TAIL分别指向下个待运行进程的链头和链尾。程序框图清晰地展示了调度算法的执行流程，无论是优先数法还是简单轮转法，都强调了根据进程的特性动态调整执行顺序。 本实验旨在让学生深入了解进程调度的核心原理，提升他们对操作系统内部工作机制的掌握，同时也锻炼他们的编程和问题解决能力，通过实际操作和比较不同的调度策略，加深对并发编程和性能优化的理解。