C++实现操作系统多级反馈队列调度算法

本文主要介绍如何使用C++实现操作系统中的多级反馈队列调度算法，适合学习操作系统的学生参考。给出的代码片段展示了多级反馈队列调度类`MultiPriorityQueueSchedule`及其相关函数，包括添加进程、执行进程、显示队列状态等功能。 在操作系统中，多级反馈队列（Multi-Level Feedback Queue, MLFQ）是一种常见的进程调度策略。它通过设置多个优先级队列来适应不同类型的进程，以提高系统效率。每个队列都有不同的调度策略，例如时间片轮转，且进程可以在不同队列间移动。当一个进程被调度时，它首先被放入最高优先级的队列。如果进程在规定的时间内未完成，它会被降级到下一个较低优先级的队列。这个过程持续进行，直到进程完成或者达到最低优先级队列。 在给出的代码中，`MultiPriorityQueueSchedule`类有以下几个关键成员函数： 1. `MPQSFreeProcess`：释放进程资源。 2. `MPQSSelectProcess`：选择当前队列中优先级最高的进程。 3. `MPQSRunProcess`：执行选定的进程，并更新其相关信息。 4. `MPQSGoAfter`：将进程放入指定位置的队列。 5. `MPQSPriorityScheduling`：执行多级反馈队列调度算法。 6. `MPQSAppendProcess`：向调度队列中添加新进程。 7. `MPQSExecute`：模拟进程执行过程。 8. `MPQSDisplayQueue`：打印队列的状态，用于调试和观察。 `MYPROCESS`结构体定义了一个进程，包含进程名、创建时间、上次执行时间、工作量权重、估计已使用时间和优先级等属性，以及指向下一个进程的指针。 `CreateMyProcess`函数用于创建一个新的进程，`EstimateRunTime`函数计算进程的预计运行时间，`BurstTime`函数可能用于模拟进程的实际运行时间，而`PriorityScheduling`函数是用于实现具体调度策略的函数。 图1和图2可能是对多级反馈队列调度原理的可视化表示，帮助理解进程在队列间的移动和调度过程。 在实际应用中，多级反馈队列调度算法能够兼顾I/O密集型和CPU密集型进程，提供更好的响应时间和吞吐量。通过合理设置各个队列的时间片长度和晋升策略，可以有效地适应各种类型的工作负载，从而提高操作系统的性能。