操作系统实验：调度算法实现与分析

"调度算法实验，涉及4种调度算法——先来先服务、短作业优先、高响应比和时间片轮转。实验报告来自于深圳大学计算机与软件学院的计算机科学与技术专业，旨在通过编写简易shell程序理解进程控制和shell接口。实验在Linux环境下进行，涉及进程的创建、查看及管理，包括使用ps、pstree、top等命令观察进程状态，以及通过fork()函数创建和管理进程。此外，报告还讨论了孤儿进程的概念。" 在操作系统中，调度算法是核心组成部分，用于决定如何在多任务环境中分配处理器资源。以下是这四种调度算法的详细说明： 1. 先来先服务(FCFS)：这是一种简单的调度策略，按照进程到达的顺序进行服务。这种算法公平但可能导致长进程等待时间过长，从而降低系统响应速度。 2. 短作业优先(SJF)：SJF优先执行运行时间最短的进程，以最小化平均周转时间。然而，如果不考虑抢占，可能会导致短进程永远无法执行，因为它们总是在等待更长的进程完成。 3. 高响应比优先(HRRN)：HRRN结合了FCFS和SJF的优点，将进程的周转时间和等待时间考虑在内，通过响应比来选择进程。响应比越高，进程优先级越高。这能确保短进程快速响应，同时避免长进程无限期等待。 4. 时间片轮转(RR)：在RR中，每个进程被分配一个固定的时间片来执行，一旦时间片用完，进程会被放到队列末尾重新等待。这种方法适合交互式系统，确保所有进程都能得到一定比例的处理器时间。 在实验中，学生通过编写和运行程序来模拟这些调度算法，理解它们如何影响进程的执行顺序和系统性能。通过shell命令如`ps`、`top`等，学生可以实时观察进程的状态，而`fork()`函数则让他们实践了进程的创建和管理，理解了孤儿进程的情况，即当父进程终止后，子进程会被init或systemd等守护进程接管。 这个实验不仅深化了学生对操作系统调度原理的理解，还强化了他们在实际环境中应用这些概念的能力。通过分析和比较不同调度算法的运行结果，学生能够评估各种策略的优劣，为优化系统性能提供理论基础。