操作系统实验：FCFS与SJF进程调度算法分析

"本次实验是关于操作系统中的进程调度策略，主要涉及先来先服务(FCFS)和短作业优先(SJF)两种算法。实验旨在加深对进程概念的理解，掌握进程状态转换和调度策略，并评估系统性能。实验要求设计程序模拟这两种算法，计算并输出各个进程的完成时间、周转时间、带权周转时间以及平均值。实验中，用户需提供进程数量、到达时间和服务时间，程序将按照FCFS和SJF进行调度，并实时显示进程运行状态。" 在操作系统中，进程调度是管理CPU执行权分配的重要环节。实验中涉及的两个基本调度算法如下： 1. 先来先服务(FCFS)调度算法： FCFS是最简单的调度算法，它按照进程到达系统的先后顺序进行服务。当一个进程正在执行时，其他进程必须等待，即使后来的进程需要的服务时间更短。在实验中，FCFS算法会按照进程的到达时间依次执行，计算每个进程的完成时间、周转时间（完成时间 - 到达时间）以及带权周转时间（周转时间 / 服务时间）。然后，根据所有进程的数据，计算平均周转时间和带权平均周转时间。 2. 短作业优先(SJF)调度算法： SJF算法优先选择服务时间最短的进程进行执行，以减少平均周转时间。这种策略通常可以提高系统效率，因为较短的进程通常意味着更快的响应时间。然而，SJF可能引起饥饿问题，长期等待的长进程可能会被频繁的短进程持续推迟。在实验中，SJF算法会首先调度服务时间最短的进程，并进行同样的计算，包括完成时间、周转时间、带权周转时间，以及平均值。 实验程序包含两个主要函数，即`FCFS()`和`SJF()`，分别用于实现这两种调度算法。在`FCFS()`函数中，会遍历所有进程，按照到达时间顺序执行。而在`SJF()`函数中，需要考虑服务时间，可能需要维护一个数据结构（如最小堆）来动态地找到当前服务时间最短的进程。实验结果会详细展示每个时刻的进程运行状态以及各种时间指标的计算结果。 实验结果分析能够帮助理解不同调度策略对系统性能的影响。FCFS简单直观，但可能导致较长的平均等待时间；而SJF则可以降低平均周转时间，但可能导致某些进程长时间等待。通过实际模拟和计算，可以更深入地了解这两种算法的优缺点。