按优先数调度算法：模拟单处理器进程管理

在这个实验中，我们将探讨如何设计一个按优先数调度算法实现处理器调度。首先，我们需要理解多道程序设计中处理器调度的基本原理，尤其是在单处理器环境下，如何根据进程的优先级来决定执行顺序。进程控制块（PCB）是核心概念，它包含了进程的基本信息，如进程名、指针、要求运行时间和优先数，以及状态标识（就绪或结束）。 实验的核心目标是选择并实现一个调度算法，这里选择了按优先数调度算法。这种算法依据进程的优先级来决定哪个进程首先获得CPU资源。在我们的示例中，系统有五个进程（P1, P2, P3, P4, P5），每个进程都有一个PCB，按照优先数从高到低排列。指针用于维护进程队列，最后一个进程的指针指向队列的开始，表示一个循环结构。 在实验步骤中，我们需要： 1. 初始化每个进程的优先数和要求运行时间，可以使用给定的表格中的数值。这些值将影响进程的调度顺序，优先数高的进程更有可能被选中。 2. 创建一个循环队列，将进程按优先级顺序排列，并设置指针链接各个进程的PCB。 3. 设计调度程序，每次运行时，根据优先数选择队列中优先级最高的进程，将其状态从“就绪”改为“运行”。运行完成后，更新其已运行时间和状态为“结束”。 4. 使用一个标志单元来跟踪当前运行的进程，确保调度过程的公平性和效率。 5. 实现调度函数，可能涉及循环遍历队列，比较进程优先级，以及更新进程状态等操作。 6. 验证调度算法的正确性，通过模拟多个调度周期，观察进程的执行顺序是否符合预期。 这个实验不仅锻炼了编程技能，还帮助理解了操作系统中的处理器调度机制，特别是如何根据进程特性（如优先级）进行动态决策，确保系统的高效运行。通过实际操作，我们可以深入理解并发和抢占式调度的区别，以及如何平衡多个进程的需求。