"时间轮转调度算法的C++实现与理解"
在操作系统中,时间轮转调度算法是一种常见的进程调度策略,其主要目的是提高系统对多个并发进程的响应速度。该算法的基本思想是将处理机的时间划分为一个个固定的时间片(通常以毫秒或微秒计),并将这些时间片轮流分配给等待执行的进程。当一个进程在分配到的时间片内执行完毕或者被阻塞或主动让出CPU时,系统会将该进程放入就绪队列的末尾,并选择下一个进程继续执行。
实验题目为“进程时间片轮转调度算法”,旨在通过实践加深对操作系统中进程调度的理解。实验原理涉及到了调度的定义,即根据系统资源分配策略来决定资源的分配。调度算法的选择直接影响到系统的性能,例如响应时间、吞吐量等指标。
实验目的主要包括以下几个方面:
1. 通过实验加深对进程这一基本概念的理解,区分进程与程序的差异,程序是静态的代码集合,而进程是程序的动态执行实例。
2. 学习和掌握进程的组织和创建过程,了解操作系统如何管理进程的生命周期。
3. 实践处理器调度的实现,理解调度器如何决定哪个进程应该获得CPU执行权。
4. 通过设计和实现时间片轮转调度算法,深入理解该算法的工作原理。
5. 进一步熟悉C++编程,用其完成进程调度的模拟。
实验要求使用C++语言编写一个模拟单处理机的进程调度程序,采用时间片轮转调度算法。首先需要定义一个进程控制块(PCB,Process Control Block)结构体,包含如进程名、优先级、剩余运行时间、还需时间、已用时间、状态和指向下一个PCB的指针等信息。接着实现作业调度功能,将新提交的作业插入到就绪队列中。最后编写主函数,执行调度算法并进行测试,确保算法正确无误。
在给出的代码片段中,可以看到定义了几个关键的全局变量,如表示就绪队列、完成队列、尾巴指针和当前运行进程的指针,以及进程数N。此外,还定义了一些辅助函数,如`firstin()`用于将就绪队列的第一个进程设置为运行状态,`prt1()`和`prt2()`用于输出不同格式的进程信息,以及`prt()`用于整体的输出。
实验的具体步骤可能包括创建一系列具有不同属性的进程,设置初始的时间片大小,然后在每个时间片结束后,将当前运行的进程移至就绪队列末尾,并选择新的进程运行。通过不断迭代这个过程,模拟进程的执行和调度,最终观察和分析调度结果。
时间轮转调度算法是操作系统中提高系统响应性和公平性的关键策略之一。通过这样的实验,学生能够更好地理解和应用这一算法,同时锻炼编程和问题解决的能力。