先来先服务 时间片 优先级 等操作系统设计算法原码

从给定的代码片段来看，这是一段C++程序，主要实现了三种常见的操作系统调度算法：先来先服务（FIFO）、基于时间片的调度以及基于优先级的调度。以下是对这些概念及其在代码中的实现的详细解析。 ### 先来先服务（FIFO） 先来先服务（First-Come First-Served，FCFS）是一种简单的进程调度算法。在这个算法中，进程按照它们到达的顺序被服务。即，最先到达的进程将首先获得CPU并运行直到完成，然后是下一个到达的进程，依此类推。 在给定的代码中，`FIFO()`函数实现了这一算法。它首先计算每个进程的等待时间，即从它到达系统到实际开始执行的时间。这个等待时间是由前面所有进程的执行时间累加得到的。之后，通过累加所有进程的等待时间，并除以进程总数，可以得到平均等待时间，这是衡量系统效率的一个重要指标。 ### 时间片轮转 时间片轮转（Round Robin，RR）调度算法是一种用于多任务操作系统的公平分配CPU时间的策略。在该算法中，每个进程都会被分配一个固定大小的时间片（例如，100毫秒），在这段时间内，进程可以独占CPU进行运算。当时间片用尽后，进程将被挂起，CPU则会转向下一个进程，再次分配同样的时间片。这样循环往复，确保了每个进程都能公平地获得CPU时间。 尽管在提供的代码片段中没有直接实现时间片轮转算法，但是这种算法通常需要额外的数据结构，如队列，以及对时间片的管理逻辑。在实际的操作系统中，时间片的大小是一个关键参数，需要根据系统负载、进程类型等因素进行调整，以达到最佳的系统响应时间和吞吐量。 ### 基于优先级的调度 基于优先级的调度算法根据进程的优先级来决定CPU的分配。高优先级的进程将优先于低优先级的进程获得CPU资源。在代码中，`privilege()`函数似乎正在尝试实现基于优先级的调度逻辑。然而，具体的实现细节并未完全展示出来，但可以推测，它可能涉及根据进程的优先级动态调整进程队列，以便优先级高的进程能够更快地获得CPU时间。 在这个函数中，`current_privilege`变量被初始化为1000，这可能是为了比较进程的优先级。通过遍历所有进程，代码可能是在寻找当前最高优先级的进程，以便决定下一个应该执行的进程。 ### 总结 这段代码展示了操作系统中常见的几种调度算法的实现思路。先来先服务（FIFO）算法是最简单的，它不考虑进程的优先级或执行时间，仅按到达顺序执行。时间片轮转算法引入了公平的概念，通过限制每个进程的连续执行时间，确保所有进程都能获得一定的CPU时间。而基于优先级的调度算法则更进一步，允许系统根据进程的重要性和紧急性来动态调整执行顺序，从而优化整体性能。 以上三种调度算法各有优劣，适用于不同的场景。在实际应用中，操作系统通常会结合多种调度策略，以适应复杂多变的工作负载和用户需求。