模拟进程调度：短进程优先、时间片轮转与高响应比优先算法对比

"该实验是关于操作系统中的进程调度策略，主要涉及‘短进程优先’、‘时间片轮转’和‘高响应比优先’三种算法的实现与比较。实验目标是通过模拟调度来理解这些算法的工作原理和效果，并分析它们的平均周转时间。" 在操作系统中，进程调度是核心功能之一，用于决定哪个进程应该获取CPU执行权。本实验通过编写程序模拟了三种常见的调度算法： 1. **短进程优先（Shortest Process Next, SPN）**：这种算法优先选择运行时间最短的进程进行执行。SPN能够有效地减少平均等待时间，提高系统的吞吐量。然而，它存在一个问题，即如果长进程一直被短进程打断，可能会导致饥饿现象，即长进程长时间无法得到执行。 2. **时间片轮转（Round Robin, RR）**：每个进程分配一个固定的时间片（通常很小），在时间片结束时，即使进程尚未完成，也会被强制切换到就绪队列的末尾，等待下一轮调度。时间片大小的选择直接影响算法的性能，太小会增加上下文切换的开销，太大则可能导致响应时间延长。 3. **高响应比优先（Highest Response Ratio Next, HRRN）**：响应比是等待时间与服务时间的比值，即响应比 = (等待时间 + 预期服务时间) / 服务时间。HRRN综合考虑了等待时间和服务时间，试图平衡短进程和长进程的需求。然而，计算响应比会增加系统开销。 实验中，每个进程用进程控制块（Process Control Block, PCB）表示，包含进程名、优先级、到达时间、需要运行时间、已运行时间以及状态等信息。实验要求生成多个随机进程，根据不同的调度算法进行调度，并记录和比较它们的平均周转时间。周转时间是从进程到达系统到完成的时间，是衡量调度性能的重要指标。 通过实验结果的分析，可以看出短进程优先算法对于短作业有利，但不利于长作业；时间片轮转法提供了公平性，但需要合适地设定时间片大小；高响应比优先算法在兼顾短作业的同时，减少了长作业的等待时间，但增加了计算开销。 这个实验有助于学生深入理解各种调度算法的优缺点，为优化操作系统调度策略提供理论基础。