操作系统课程设计：进程调度模拟与优先级策略

"操作系统课程设计 进程调度模拟设计，主要涵盖了先来先服务(FCFS)和优先级调度算法的模拟实现。设计目的是深化理解操作系统中的进程调度机制，并通过编程实现不同调度策略，计算相关性能指标。" 操作系统是计算机系统的核心部分，负责管理和控制硬件资源，其中包括处理器资源。在这个课程设计中，学生需要实现一个进程调度模拟器，它能够模拟不同的调度算法，以演示和分析其效果。进程调度的目标是在多道程序环境下有效地分配CPU时间，以提高系统的吞吐量和响应时间。 1. **需求分析** - 设计目的不仅要求学生理解操作系统中的进程调度概念，还要求他们掌握至少一种高级编程语言，以便实现模拟器。 - 主要任务包括选择和实施调度算法（如FCFS和优先级调度），输入进程信息，显示调度队列，以及计算平均周转时间和平均带权周转时间。这些指标用于评估调度算法的效率。 2. **功能设计** - **数据结构**：模拟器的核心是进程的数据结构，由`struct process`定义，包含进程名、序号、到达时间、运行时间、状态、优先级、开始和结束时间。使用链表存储进程，按到达时间排序，以便于调度算法的实现。 - **链表插入**：当新进程到达时，根据到达时间将其插入到已排序的链表中。如果新进程比链表中的所有进程都早，它将插入到链头；否则，将在适当的位置插入，保持链表的有序性。 3. **调度算法** - **先来先服务(FCFS)**：是最简单的调度算法，按照进程到达的先后顺序进行服务。在模拟器中，这可以通过遍历链表并按顺序执行进程来实现。 - **优先级调度**：根据进程的优先级决定执行顺序。优先级高的进程优先执行。可以实现为优先级非抢占式或抢占式，前者一旦进程获得CPU就会运行至完成，后者允许高优先级进程中断低优先级进程的执行。 4. **性能指标计算** - **周转时间**：从进程创建到执行完毕的时间。 - **带权周转时间**：周转时间与进程实际运行时间的比值，反映服务效率。 5. **实现与测试** - 学生需要编写代码以实现上述功能，并进行测试以验证模拟器的正确性和性能。这通常涉及输入各种进程调度场景，观察和比较不同算法的结果。 这个课程设计项目对于学习操作系统原理和实践编程技能都非常有价值，它帮助学生理解理论知识如何转化为实际应用，同时培养了解决复杂问题的能力。