进程调度算法

### 进程调度算法：基于堆栈技术的模拟实现 在深入探讨进程调度算法之前，我们首先理解进程调度的基本概念。进程调度是操作系统的核心功能之一，它负责选择一个就绪状态的进程，使其占用处理器执行。不同的调度算法对系统的响应时间、吞吐量和公平性等性能指标有着显著的影响。 #### 模拟计算机进程调度算法 本篇内容展示了一个基于C语言编写的进程调度算法模拟，特别采用了堆栈技术作为数据结构的一部分。堆栈是一种线性的数据结构，遵循先进后出（LIFO）的原则。在这个模拟中，堆栈被用于存储等待执行的进程信息，每个进程被表示为一个`PCB`（进程控制块）结构体，其中包含进程名称、优先级、轮转时间、CPU时间和所需时间等关键属性。 #### 进程控制块（PCB） `PCB`是进程存在的唯一标志，包含了所有用来描述进程情况和控制进程运行所需的全部信息，是操作系统中最重要的记录型数据结构。在本模拟代码中，`PCB`结构体定义了如下字段： - `name`：进程名称。 - `prio`：进程优先级。 - `round`：轮转时间，用于时间片轮转调度算法。 - `cputime`：已占用CPU的时间。 - `needtime`：进程还需要的执行时间。 - `count`：未在代码片段中具体使用，可能是用于计数或标记的字段。 - `state`：进程当前状态，如‘W’表示等待状态，‘R’表示运行状态，‘F’表示完成状态。 - `next`：链表指针，用于链接下一个进程节点。 #### 关键函数解析 - **`listinsert`**：将一个进程插入到链表中的适当位置，根据优先级排序，优先级高的进程应靠近链表头部。 - **`listganbian`**：改变进程状态为运行，并更新其`cputime`、`needtime`和`prio`字段。 - **`listdelete`**：从链表中删除指定进程，通常用于进程结束时。 - **`insertf`**：将进程插入到已完成队列的前端，标识进程已执行完毕。 - **`listdeletef`**：从已完成队列中删除并释放所有进程，用于清理已结束的进程。 #### 主函数流程 主函数`main`实现了以下逻辑： 1. 输入进程数量。 2. 初始化两个链表`qw`和`qf`，分别代表等待队列和已完成队列。 3. 循环读入每个进程的名称和所需时间，创建相应的`PCB`结构体，并根据优先级计算规则初始化`prio`字段，然后将其插入到等待队列`qw`中。 4. 打印出当前队列中所有进程的信息，包括名称、已用CPU时间、剩余时间、优先级和状态。 5. 开始模拟进程调度，循环取出队列头部的进程，调用`listganbian`更新其状态，并检查是否完成，如果完成则调用`insertf`插入到已完成队列。 #### 总结 通过以上分析，我们可以看到该模拟代码提供了一个基础的进程调度框架，利用链表和堆栈技术管理进程的生命周期，展示了进程状态转换和调度策略的基本思想。这种基于优先级和轮转的调度算法能够平衡系统响应速度和资源分配的公平性，适用于多种场景下的进程管理。然而，实际操作系统中的调度机制会更为复杂，通常还会考虑更多的因素，如进程间依赖、I/O操作、上下文切换成本等，以达到更优的系统性能。