操作系统课程设计：进程调度模拟-先来先服务与短进程优先算法

"进程调度模拟设计——先来先服务、强占式短进程优先算法" 在操作系统中，进程调度是核心功能之一，用于决定哪个进程应该获得CPU执行。本课程设计旨在让学生通过模拟实现两种常见的调度算法，理解其工作原理并分析其性能指标。具体来说，这些算法包括先来先服务（FCFS, First-Come, First-Served）和强占式短进程优先（Preemptive Shortest Process Next, SPN）。 **先来先服务（FCFS）**调度算法是最简单的调度策略，它按照进程到达的顺序进行服务，即哪个进程先到达就先执行哪个进程。这种算法实现简单，但可能导致长进程阻塞短进程，从而降低系统效率。 **强占式短进程优先（SPN）**调度算法则是为了提高系统响应时间而设计的。在这种算法中，系统会优先选择运行时间最短的进程执行，即使当前正在运行的进程运行时间比新到达的进程长，也会被抢占CPU。然而，这种算法可能会导致饥饿问题，即某些长进程长时间得不到执行。 课程设计的主要任务包括以下几个方面： 1. **需求分析**：明确模拟进程调度所需的功能，如选择调度算法、输入进程信息等。 2. **功能设计**：设计数据结构（如进程队列）和模块（如调度算法模块、输入输出模块），确保能够存储和处理进程信息。 3. **开发平台与源程序**：选择合适的编程语言，编写实现上述功能的代码。 4. **测试与分析**：设计测试用例，检查程序是否正确实现各种场景，并计算平均周转时间和平均带权周转时间以评估算法性能。 5. **设计报告**：详细记录设计过程，包括自我评价、遇到的问题、解决方案以及对设计的反思。 在设计报告中，学生需要详细讨论以下内容： - **需求分析**：阐述为什么要实现这些功能，以及它们如何符合进程调度的基本要求。 - **功能设计**：解释所采用的数据结构（如链表或数组）以及各模块的作用。 - **开发平台与源程序**：描述使用的编程环境和关键代码片段，展示算法实现的关键部分。 - **测试用例与分析**：提供不同场景的测试输入，展示输出结果，并分析调度效果。 - **自我评价与总结**：对学生自己设计的优缺点进行反思，提出改进方案，分享从设计中学到的经验和教训，探讨可能的替代设计方案，并对课程设计题目提出建议。 完成这项任务的时间安排通常是一周，前两天进行分析和设计，接下来两天进行调试和测试，最后两天用于撰写报告。在整个过程中，诚信是关键，抄袭将受到严厉的惩罚。 通过这样的课程设计，学生不仅能够深化对操作系统中进程调度的理解，还能提升编程和问题解决的能力，同时也能体验到实际系统设计中的挑战和乐趣。