进程调度：PCB链接表与队列数据结构的应用

进程调度是操作系统中关键的功能，它决定了计算机如何分配处理器资源给不同的进程。主要涉及以下几个方面的知识点： 1. **进程控制块（PCB）数据结构**： PCB是进程控制块的缩写，它是操作系统用于管理每个进程的基本数据结构。通常采用链接表的方式进行组织，这种设计使得在调度时可以方便地添加、删除和管理进程信息。在进程调度中，队列成为了核心的数据结构，如就绪队列，其中存储了所有处于就绪状态的进程。 2. **处理机调度层次**： 处理机调度分为高级调度、中级调度和低级调度三个层次。高级调度，如作业调度，关注长时间尺度，如小时或天，负责分配处理器给大型任务；中级调度关注内存管理，通过进程的内存交换优化内存资源；低级调度，又称微观调度，关注毫秒级的时间，负责实时处理机分配，确保处理器快速响应就绪进程。 3. **进程调度职能与任务**： 进程调度的主要职能包括记录进程状态、制定分配策略、执行进程切换等。其任务是根据调度算法在就绪队列中选择合适的进程，赋予其CPU使用权。 4. **调度时机**： 进程调度发生在进程运行结束、等待I/O操作、时间片用完、优先级变化、新进程创建或进程通信完成等情况。抢占式调度允许优先级高的进程打断正在运行的进程。 5. **调度算法**： 常见的进程调度算法有先来先服务（FCFS）、轮转调度（如循环队列）、分级轮转法（根据进程优先级和等待时间调整）和优先数法（基于进程优先级分配处理器）。这些算法的目标通常包括公平性、资源利用率和响应时间/系统吞吐量。 6. **公平性与效率**： 确定调度算法的原则考虑了多个因素，如保证不同进程的公平使用CPU时间、提高CPU资源的利用率以及满足交互式系统对快速响应时间和批处理系统对系统吞吐量的需求。 7. **进程调度方式**： 进程调度方式分为非剥夺式和剥夺式，非剥夺式允许当前进程在时间片用完后自动继续执行，剥夺式则在优先级较高的进程就绪时强行中断当前进程。 进程调度是操作系统中复杂且重要的功能，涉及到进程控制、资源管理和调度算法等多个层面，以实现系统性能的最优平衡。