操作系统实验：优先级抢占调度分析与实现

"操作系统实验报告——优先级抢占调度分析与实现" 在本次实验中，主要目标是理解和实现操作系统中的优先级抢占调度策略。该调度策略允许高优先级的线程中断正在执行的低优先级线程，以确保系统资源的高效利用。实验包括对三个测试用例的分析和实现：priority-preempt、priority-change和priority-fifo。 1. priority-preempt 测试 此测试用于验证当创建一个具有更高优先级的新线程时，系统是否能够正确地进行优先级抢占。首先，主线程创建了一个名为"high-priority"的线程，并赋予其高于自身优先级的值。根据预期，新线程应该立即获得CPU执行权，执行`simple_thread_func`函数。在这个函数内部，线程进入一个循环，每次循环都会打印特定的信息并调用`thread_yield`函数，主动让出CPU。由于新线程的优先级较高，即使让出CPU，调度器也会再次选择它执行，直到循环结束，主线程才能继续执行并检查高优先级线程是否已经完成。 2. priority-change 测试 这个测试关注的是在线程运行过程中动态改变其优先级。测试开始时，一个线程被创建并赋予初始优先级。然后，通过调用相关API改变该线程的优先级，观察是否能够按照新的优先级重新调度。如果系统正确实现了优先级抢占，那么改变优先级后的线程应能立即或在下次调度时获取CPU执行权。 3. priority-fifo 测试 虽然未提供具体的测试描述，但可以推测这可能是基于优先级的先入先出（FIFO）调度，即高优先级线程将始终优先于低优先级线程，即使低优先级线程先到达就绪状态。这与普通的FIFO调度不同，因为它考虑了线程的优先级，确保高优先级任务得到更快的响应。 实验过程中，学生需要理解并实现调度算法的关键部分，包括线程的创建、优先级设置、上下文切换以及调度器的决策逻辑。这可能涉及到修改操作系统内核的调度模块，如Linux的`thread_create`函数，以支持优先级抢占。同时，还需要编写测试用例来验证实现的功能正确性。 实验结果应该是所有测试用例均能通过，表明优先级抢占调度已成功实现。在实验报告中，学生通常需要详细记录实验步骤、遇到的问题、解决方案以及最终的实验结论。 这个实验旨在深化学生对操作系统调度策略的理解，特别是优先级抢占机制，这对于设计和优化多任务环境中的性能至关重要。通过实际操作，学生不仅能理论联系实际，还能提升问题解决和编程技能。