进程调度模拟设计——先来先服务、最高响应比优先调度算法.pdf

本文件介绍的是进程调度的模拟设计，特别涉及到两种经典的进程调度算法：先来先服务(FCFS)和最高响应比优先(HRN)调度算法。这两种算法在操作系统的进程管理中扮演了重要的角色，用于在多任务环境下合理地分配CPU时间，以提高系统的效率和响应性。 先来先服务(FCFS)是一种非常直观的调度算法，其核心思想是按照进程到达的先后顺序进行调度。在FCFS算法中，系统按照进程请求CPU的顺序进行调度，先到达的进程先使用CPU，后到达的进程需要等待前面的进程执行完毕。这种算法的优点是实现简单，容易理解；但缺点也很明显，它可能导致“饥饿”现象，即后面到达的短作业可能会被长时间占用CPU的长作业阻塞，从而必须等待更长的时间。此外，FCFS算法也无法很好地处理进程优先级的问题。 为了解决FCFS存在的问题，最高响应比优先(HRN)调度算法被提出。HRN算法的核心在于考虑进程的等待时间以及服务时间，以响应比作为调度的依据。响应比的计算公式是：响应比 = (等待时间 + 要求服务时间) / 要求服务时间。在每次调度时，系统会选择响应比最高的进程进行服务。这样，即使长作业的等待时间增加，其响应比也可能变得足够大而被执行；短作业也不会因为到达较晚就一直处于饥饿状态，因为其等待时间短，响应比相对较大，很快就会被调度执行。这样在一定程度上实现了短作业优先和长作业等待时间补偿的平衡。 在本文件的代码示例中，作者实现了FCFS和HRN调度算法的基本逻辑。例如，FCFS算法中，通过链表结构来管理进程，按到达顺序进行排队，使用循环结构来模拟进程调度过程，当一个进程执行完之后，将其从队列中删除，并将执行权传递给下一个进程。 在HRN算法的代码实现中，不仅要跟踪每个进程的到达时间和运行时间，还要计算它们的响应比。代码中使用了for循环结构来迭代进程链表，计算当前候选进程的响应比，并选择响应比最高的进程进行调度。这个过程中，系统会动态地更新进程的状态和队列顺序。 需要注意的是，代码片段中夹杂了一些非标准字符和乱码，这可能是由于文档扫描和识别错误造成的。在阅读和理解时，需要将这些内容加以修正，以符合正常的C++编程语言规范。 对于操作系统设计者和学习者而言，理解并实现FCFS和HRN调度算法是基本的功底。通过本文件提供的算法模拟设计，读者可以更深入地领会操作系统中进程调度的机制和原理，为后续更复杂的调度算法学习打下坚实的基础。此外，对于编程实践而言，本文件也展示了如何通过具体算法的实现来加深对操作系统进程管理概念的理解。