操作系统进程调度模拟实验：RoundRobin与HighestPriorityFirst算法

"操作系统进程调度模拟程序，用于模拟N个进程的调度，包含简单轮转法RoundRobin和优先权高者优先算法HighestPriorityFirst。通过结构体表示进程控制块PCB，包括进程ID、优先数、CPU时间、剩余时间、阻塞时间和状态等字段。实验中，进程优先数会随时间变化，且提供了模拟进程状态转换的功能。" 操作系统进程调度是管理计算机系统中多个并发执行的进程的核心功能之一。在这个模拟实验中，我们关注的是两个基本的调度算法：简单轮转法和优先权高者优先算法。 1. **简单轮转法（Round Robin, RR）** 简单轮转法是一种公平的调度策略，它将CPU时间划分为固定的时间片，每个进程在获得CPU执行权后只能运行一个时间片。如果进程在时间片结束时尚未完成，它会被放入就绪队列的末尾，等待下一次被调度。在这个实验中，每个进程在就绪队列中等待一个时间片，其优先数会增加1，表明它在队列中的位置可能发生变化。 2. **优先权高者优先算法（Highest Priority First, HPF）** 在HPF算法中，具有更高优先级的进程优先获得CPU。在模拟中，优先数越大，优先级越高。每个进程有初始的优先数，每当它运行一个时间片，优先数会减少3，这可能导致优先级降低，从而影响其再次被调度的机会。优先级的这种动态变化使得系统能够更灵活地响应不同优先级的进程需求。 实验的实现涉及以下部分： - **进程控制块（Process Control Block, PCB）**：PCB是操作系统用来跟踪和控制进程的重要数据结构，它包含了关于进程的各种信息，如进程ID、优先数、已用CPU时间、剩余CPU时间、开始阻塞时间和阻塞时间，以及当前状态（如就绪、运行或阻塞）。 - **队列管理**：PCB以链表形式组织，形成就绪队列和阻塞队列，以便于调度算法的操作。 - **状态转换**：根据算法，进程可以从就绪状态变为运行状态，运行状态变为就绪或阻塞状态，阻塞状态在等待时间结束后变为就绪状态。 实验中，程序会按时间片输出当前运行的进程、就绪队列和阻塞队列的状态，以便于观察和理解调度过程。这样的可视化反馈对于学习操作系统原理，特别是进程调度概念非常有帮助。 通过这个模拟实验，学生可以深入理解： - 进程的生命周期和状态转换。 - 不同调度算法如何影响系统性能和响应时间。 - 优先级调度如何平衡高优先级和低优先级进程的需求。 - 时间片如何影响进程的周转时间和等待时间。 这个进程调度模拟实验提供了一个直观的学习平台，让学生能够动手实践，掌握操作系统中关键的进程调度概念。