Nacos中实现的三种进程调度算法：FCFS、PRIO NP与PRIO P

本文主要探讨了在 Nachos，一个可修改和跟踪的操作系统教学软件中，基于优先级的进程调度算法的实现。Nachos提供了一个支持多线程和虚拟存储的基础框架，其核心代码包括线程结构、SWITCH程序和其他相关资料。文章的核心任务是在这个框架上实现三种不同的进程调度策略：先来先服务（FCFS）、非抢占式优先级调度（PRIO NP）和抢占式优先级调度（PRIO P）。 首先，作者简述了Nachos作为教学工具的价值，它不仅是一个运行在宿主机上的Unix进程，而且模拟了基本的硬件设备和操作系统特性，如中断系统、虚拟内存和I/O设备。这使得学生能够在安全的环境中学习和实践操作系统原理。Nachos的系统结构包括用户程序、线程管理、网络协议、终端设备，以及底层的指令解释和内存模拟等模块。 文章重点介绍了Nachos中的线程管理和调度机制。在Nachos中，线程被定义为最小的调度单位，多个线程可以在同一时刻处于就绪状态。线程的状态和转换过程在文中进行了详细的描述，展示了其并发执行的特点。 接着，文章着重讨论了调度算法的实现，其中 Scheduler 类是关键，负责进程调度。图3展示了 Scheduler 类的接口设计，它体现了调度逻辑的核心部分。三种调度算法的实现策略分别是： 1. FCFS（First-Come, First-Served）调度：按照进程到达的顺序进行处理，每个进程一旦就绪就会立即执行，直到完成或被更高优先级的进程抢占。 2. PRIO NP（Non-Preemptive Priority）调度：采用静态优先级，一旦进程获得处理器，除非被更高优先级的进程强制停止，否则将继续执行直至完成。 3. PRIO P（Preemptive Priority）调度：在抢占式调度中，优先级高的进程可以随时打断优先级低的进程，实现动态调整，增加了系统的灵活性。 总结来说，这篇文章提供了如何在 Nachos 这一操作系统教学平台上，通过实际编程实现和理解不同优先级调度算法的深入指导，这对于理解和实践操作系统原理的学生来说是一份宝贵的资源。