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进程调度操作系统实验报告

一、实验目的

本次实验的主要目的是深入理解操作系统中进程调度的概念和原理，

通过实际编程和模拟，观察不同调度算法对系统性能的影响，并掌握

进程调度的实现方法。

二、实验环境

操作系统：Windows10

编程语言：C+＋

开发工具：VisualStudio2019

三、实验原理

进程调度是操作系统的核心功能之一，它负责决定哪个进程在何时

获得CPU资源进行执行。常见的进程调度算法有先来先服务（FCFS）、

短作业优先（SJF）、时间片轮转（RR）、优先级调度等。

先来先服务算法按照进程到达的先后顺序进行调度，先到达的进程

先获得CPU执行。这种算法简单直观，但可能导致短作业等待时间过

长。

短作业优先算法优先调度执行时间短的进程，能有效减少平均等待

时间，但可能导致长作业饥饿。

时间片轮转算法将CPU时间划分成固定大小的时间片，每个进程

轮流获得一个时间片进行执行。如果进程在时间片内未完成，则被放

回就绪队列等待下一轮调度。

优先级调度根据进程的优先级来决定调度顺序，优先级高的进程先

获得CPU资源。

四、实验步骤

1、设计进程结构体

定义进程的标识号（PID）、到达时间、服务时间、剩余时间、优

先级等属性。

2、实现先来先服务算法

按照进程到达的先后顺序将它们放入就绪队列。

从就绪队列中取出第一个进程进行调度执行，直到其完成。

3、实现短作业优先算法

计算每个进程的剩余服务时间。

将进程按照剩余服务时间从小到大排序，放入就绪队列。

从就绪队列中取出剩余服务时间最短的进程进行调度执行。

4、实现时间片轮转算法

设定时间片大小。

将进程放入就绪队列，按照先来先服务的原则依次分配时间片执行。

进程在时间片内未完成的，放回就绪队列末尾。

5、实现优先级调度算法

为每个进程设置优先级。

将进程按照优先级从高到低排序，放入就绪队列。

从就绪队列中取出优先级最高的进程进行调度执行。

6、计算平均周转时间和平均带权周转时间

周转时间＝完成时间到达时间

带权周转时间＝周转时间／服务时间

平均周转时间＝总周转时间／进程数

平均带权周转时间＝总带权周转时间／进程数

7、输出调度结果

包括每个进程的调度顺序、开始时间、结束时间、周转时间、带权

周转时间等。

五、实验结果与分析

1、先来先服务算法

调度顺序：按照进程到达的先后顺序。

平均周转时间：较长，因为短作业可能需要等待长作业完成。

平均带权周转时间：较高，系统整体性能较差。

2、短作业优先算法

调度顺序：优先执行短作业。

平均周转时间：较短，有效减少了进程的平均等待时间。

平均带权周转时间：较低，系统性能较好，但可能导致长作业饥饿。

3、时间片轮转算法

调度顺序：每个进程轮流获得时间片执行。

平均周转时间：适中，适用于分时系统。

平均带权周转时间：适中，能保证一定的公平性。

4、优先级调度算法

调度顺序：根据进程的优先级进行调度。

平均周转时间和平均带权周转时间：取决于优先级的设置，可能存

在不公平性。

六、实验总结

通过本次实验，我们深入了解了进程调度的工作原理和不同调度算

法的特点。在实际应用中，应根据系统的需求和特点选择合适的调度

算法，以提高系统的性能和资源利用率。同时，实验也让我们更加熟

悉了编程实现操作系统核心功能的方法和技巧，为进一步学习操作系

统的相关知识打下了坚实的基础。

在实验过程中，我们也遇到了一些问题，如进程状态的切换、时间

片的准确计算等。通过仔细检查代码和调试，最终解决了这些问题。

这让我们认识到在实际编程中，严谨的逻辑和细致的调试是非常重要

的。

未来，我们可以进一步探索更复杂的调度算法，如多级反馈队列调

度算法，以及考虑多处理器环境下的进程调度问题，以提高我们对操

作系统进程调度的理解和应用能力。

总的来说，本次实验是一次非常有意义的实践活动，让我们对操作

系统的进程调度有了更直观、更深入的认识