Java实现的进程调度算法：先来先服务与优先级模拟

计算机系统课程设计是本科毕业生的重要实践环节，旨在理解和应用操作系统理论知识。在这个课程中，学生被要求模拟设计进程调度算法，具体包括先来先服务（FCFS）、优先级算法，使用Java JDK 1.8作为开发工具。课程的核心目标是通过实际操作，理解如何有效地管理计算机系统中的多道程序设计，即在多个进程竞争CPU资源时，决定哪个进程应优先获得CPU使用权。 首先，课程设计的重点在于进程调度的基本概念，它涉及到操作系统中如何分配处理器给就绪的进程。在多处理器系统中，调度算法的效率直接影响系统的性能。常见的调度算法有FCFS（按到达时间顺序），它简单直观，但可能导致长作业等待时间过长；短作业优先（SJF）则倾向于优先处理执行时间较短的任务；时间片轮转调度（RR）则按预定的时间片分配CPU，确保公平性；优先级调度则依据进程的优先级进行决策；高响应比优先算法考虑的是剩余执行时间与当前等待时间的比例；多级反馈队列调度则通过多级队列结合不同调度策略，平衡不同优先级任务。 设计过程中，学生需实现以下关键功能： 1. 进程信息管理：用户输入包括进程数量、名称、优先级、开始时间和执行时间等，这是调度算法的基础数据。 2. 调度算法选择：提供用户界面，允许用户选择调度算法，体现算法的灵活性。 3. 调度顺序生成：根据所选算法和输入信息，计算并输出进程的执行顺序。 4. 性能评估：计算和显示每个进程的平均周转时间和平均带权周转时间，用于衡量算法效率。 设计思想上，进程被抽象为具有多种状态的生命周期模型，如初始状态、执行状态、等待状态、就绪状态和终止状态。系统通过进程控制块（PCB）的状态管理，实现进程数据结构的创建和查询，以及进程的阻塞与唤醒等核心操作。例如，FCFS算法按照进程到达的先后顺序，优先处理最早进入就绪队列的进程，而优先级调度则会优先执行优先级高的进程。 通过这个课程设计，学生不仅加深了对操作系统原理的理解，也锻炼了解决实际问题的能力，为未来职业生涯中的系统管理和优化打下坚实基础。