操作系统实验一：处理器调度算法的实现
实验报告
一、实验目的
（1）加深对处理机调度的作用和工作原理的理解。
（2）进一步认识并发执行的实质。
二、实验要求：
本实验要求用高级语言，模拟在单处理器情况下，采用多个调度算法，对N个进程进行进程调度。语言自选。
并完成实验报告。
三、实验内容：
在采用多道程序设计的系统中，往往有若干个进程同时处于就绪状态。
当就绪状态进程个数大于处理器数时，就必须依照某种策略来决定哪些进程优先占用处理器。
- 进程及进程队列的表示。
- 处理器调度算法：FCFS，SJF，RR，HRRN，MLFQ等
- 跟踪进程状态的转化
- 输出：系统中进程的调度次序，计算CPU利用率，平均周转时间和平均带权周转时间
四、实验过程与结果
- 算法思想与设计
- 算法实现代码
- 运行结果
(1)先来先服务调度算法（FCFS）
该算法采用非剥夺策略，算法按照进程提交或进程变为就绪状态的先后次序，分派 CPU。当前进程占用CPU，直到执行完或阻塞，才出让CPU（非抢占方式）。在进程唤醒后（如I/O 完成），并不立即恢复执行，通常等到当前进程出让CPU。这是最简单的调度算法，比较有利于长进程，而不利于短进程，有利于CPU 繁忙的进程，而不利于I/O 繁忙的进程。
(2)短进程优先调度算法（SJF）
该算法也采用非剥夺策略，对预计执行时间短的进程优先分派处理机。通常后来的短进程不抢先正在执行的进程。相比FCFS 算法，该算法可改善平均周转时间和平均带权周转时间，缩短进程的等待时间，提高系统的吞吐量。缺点是对长进程非常不利，可能长时间得不到执行，且未能依据进程的紧迫程度来划分执行的优先级，以及难以准确估计进程的执行时间，从而影响调度性能。
(3)时间片轮转算法（RR）
该算法采用剥夺策略。让就绪进程以FCFS 的方式按时间片轮流使用CPU 的调度方式，即将系统中所有的就绪进程按照FCFS 原则，排成一个队列，每次调度时将CPU 分派给队首进程，让其执行一个时间片，时间片的长度从几个ms 到几百ms。在一个时间片结束时，发生时钟中断，调度程序据此暂停当前进程的执行，将其送到就绪队列的末尾，并通过上下文切换执行当前的队首进程，进程可以未使用完一个时间片，就出让CPU（如阻塞）。时间片轮转调度算法的特点是简单易行、平均响应时间短，但不利于处理紧急作业。在时间片轮转算法中，时间片的大小对系统性能的影响很大，因此时间片的大小应选择恰当。
