操作系统进程调度模拟与实现

"操作系统进程调度实验" 实验设计了一个模拟操作系统进程调度的过程，涵盖了三种调度算法：先进先出(FIFO)调度、基于优先数的调度和最短执行时间(Shortest Job First, SJF)调度。实验的目标是让学生深入理解处理机调度、进程状态转换以及进程控制块(PCB)的作用。 在实验中，需要创建10个进程的PCB结构，每个PCB包含进程名、进程状态、优先级（范围1到10）以及需要在CPU上执行的时间。首先，通过随机数初始化这10个PCB，0表示进程处于就绪态，1表示等待态。然后，根据所选的调度算法进行进程的调度。 1. **先进先出调度**（First In First Out, FIFO）：在这种调度策略下，进程按照进入就绪队列的顺序依次获得CPU执行。当一个进程执行完毕或被阻塞后，下一个进程将被选中执行。 2. **基于优先数的调度**：优先级高的进程会优先获得CPU资源。如果多个进程具有相同的优先级，则按照进入就绪队列的顺序进行调度。 3. **最短执行时间调度**（Shortest Job First, SJF）：这种算法选择预计运行时间最短的进程来执行。它通常能提供较高的系统吞吐量和较低的平均等待时间。 实验步骤包括： - 创建并初始化PCB列表。 - 根据调度算法进行进程调度，每次调度时更新当前执行进程、就绪队列和等待队列的状态，并在屏幕上显示。 - 当前执行进程执行完或变为等待状态时，根据调度算法选择新的进程执行。 - 如果有新进程从等待状态变为就绪状态，将其插入到就绪队列。 - 在执行过程中，需要处理进程状态的转换，如就绪态到执行态，执行态到完成态，或者执行态到等待态。 代码示例中的`inqueue`函数用于将新进程按照优先级插入到就绪队列中，`outqueue`函数用于取出优先级最高的进程（即当前应执行的进程），而`checkqueue`函数检查就绪队列是否为空。`Random`函数用于生成0到1之间的随机数，以模拟进程的执行时间和状态变化。 通过这个实验，学生可以实际操作和观察不同调度算法对系统性能的影响，加深对操作系统核心概念的理解。