模拟进程调度与死锁预防实验分析

资源摘要信息:"操作系统实验中涉及的两个关键概念是进程调度和资源分配。进程调度是操作系统中用于控制进程对CPU时间片分配的一种机制，确保系统的公平性和效率。在本实验中，我们关注的是最高优先级优先调度算法和简单轮转法（轮转法）调度算法。 首先，让我们探讨最高优先级优先调度算法。这是一种非抢占式调度算法，其中进程按照优先级顺序进行调度。拥有最高优先级的进程将首先被分配CPU时间片，其次是次高优先级的进程，依此类推。优先级可以根据进程类型、用户级别、等待时间或其他策略设置。在多级队列调度中，还可以根据进程的不同特征将其分配到不同的队列中。 接着是简单轮转法调度算法，又称为循环调度或时间片轮转调度。这是一种抢占式调度算法，所有就绪进程以固定的时间间隔轮流使用CPU。当一个进程的时间片用完后，即使它尚未完成，它也会被放回就绪队列的末尾，并且调度器将选择另一个进程运行。时间片的长度对于算法性能有重要影响；如果太长，可能导致响应时间变慢；如果太短，可能导致过多的上下文切换开销。 在实验代码中，这两个调度算法被用于模拟对五个进程进行调度。这意味着我们需要实现算法逻辑来维护进程状态（就绪、运行、等待、完成），管理时间片，以及在进程完成或阻塞时选择下一个进程。 资源分配是操作系统中的另一个关键概念，它涉及到如何在多个进程间分配和管理计算机资源，包括CPU、内存、磁盘空间和I/O设备。在这个实验的第二个部分，需要编写一个模拟程序来动态分配资源，并观察死锁产生的条件。 死锁是多个进程因竞争资源而无限等待的状况，是并发控制中的一种特殊情况。死锁的四个必要条件是互斥、持有和等待、不可抢占和循环等待。为了解决死锁问题，操作系统设计者提出了多种算法，其中银行家算法是预防死锁的经典算法之一。银行家算法通过确保系统分配资源后，每个进程仍能获得足够资源完成，或者至少处于安全状态来预防死锁。 在编写系统动态分配资源的模拟程序时，我们需要创建资源分配表来模拟资源分配过程，以及实施死锁检测逻辑来识别死锁条件。通过观察和分析程序运行时的状态，我们可以学习到死锁的形成原因，并使用银行家算法来避免死锁的发生。 综上所述，这次操作系统实验涉及的核心知识点包括进程调度算法的设计与实现，特别是最高优先级优先和简单轮转法，以及系统资源分配和死锁预防策略。理解这些概念对于掌握操作系统的设计原理和技术细节至关重要。" 【实验源代码一.cpp】【实验源代码二.cpp】文件中可能包含了C++语言编写的代码实现，分别对应上述的最高优先级优先调度算法和简单轮转法调度算法的模拟。代码中可能会实现进程控制块（PCB）、就绪队列、等待队列等数据结构以及相应的调度逻辑。具体代码的分析需要查看文件内容才能进行。