"操作系统实验报告：进程调度算法比较与分析"

实验报告 实验名称：进程调度算法 实验日期：2019年11月29日 实验者：西安工业大学计算机科学与技术专业，学号 指导教师：实验学时：实验设备及器材：电脑一台 一、实验目的 本实验旨在了解先来先服务、短作业优先、时间片轮转以及高优先级优先的进程调度算法思想，并探讨在不同情况下选取哪种算法更为便利。 二、实验原理 1. 先来先服务（FCFS）：这种算法将当前处于就绪队列首位的进程调度到运行状态。它只考虑进程进入就绪队列的先后顺序，而不考虑进程的下一个CPU周期的长短及其他因素。 2. 短作业优先（SJF）：在多个进程中，优先执行运行进程短的作业，以减少平均等待时间。 3. 时间片轮转（RR）：主要应用于分时系统中的进程调度。系统按照先入先出的原则将就绪进程排成一个队列，并给每个进程分配一个时间片。每次执行进程调度时，总是选出就绪队列的队首进程，让它在CPU上运行一个时间片的时间，然后将其移到队尾，等待下一次调度。 4. 高优先级优先（PRIORITY）：按照优先级高的顺序执行进程调度，以确保高优先级的进程得到更多的CPU时间。 三、实验内容 本实验将实现以上四种进程调度算法，并在不同情况下比较它们的性能和适用性。通过编程模拟实际进程调度过程，分析各种调度算法在不同情况下的表现，并对比它们的优缺点。 四、实验步骤 1. 实现先来先服务算法： 编写程序模拟进程调度过程，按照进程进入就绪队列的先后顺序进行调度，记录每个进程的等待时间和周转时间。 2. 实现短作业优先算法： 编写程序按照作业长度进行排序，优先执行作业长度短的进程，记录每个进程的等待时间和周转时间。 3. 实现时间片轮转算法： 编写程序模拟轮转调度过程，对就绪进程按先入先出原则排成一个队列，并设定时间片，记录每个进程的等待时间和周转时间。 4. 实现高优先级优先算法： 编写程序按照进程的优先级进行排序，按照优先级高的顺序执行进程调度，记录每个进程的等待时间和周转时间。 五、实验结果和分析 通过对实验结果的分析，比较不同算法在不同情况下的表现，得出以下结论： - 先来先服务算法对于短作业和长作业混合的情况不够灵活，容易导致长作业等待时间过长。 - 短作业优先算法适用于短作业较多的情况，能够最大程度减少平均等待时间。 - 时间片轮转算法适用于对长作业和短作业没有先验知识的情况下，能够公平地分配CPU时间。 - 高优先级优先算法适用于需要优先保证高优先级进程执行的情况，但可能会导致低优先级进程长时间等待。 六、实验总结 通过本次实验，我们对先来先服务、短作业优先、时间片轮转和高优先级优先的进程调度算法有了更深入的理解。不同的调度算法适用于不同的场景，通过灵活选择和组合这些算法，可以提高系统的性能和服务质量。 实验结果还表明，实际应用中需要综合考虑作业长度、优先级和执行时间等多方面因素，选择合适的调度算法以满足特定需求。希望本次实验能够加深同学对进程调度算法的理解，并对操作系统的设计和应用有所启发。