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实验一、进程调度实验报告
一、实验目的
进程调度是操作系统中的核心功能之一,其目的是合理地分配CPU
资源给各个进程,以提高系统的整体性能和资源利用率。通过本次实
验,我们旨在深入理解进程调度的原理和算法,掌握进程状态的转换,
观察不同调度策略对系统性能的影响,并通过实际编程实现来提高我
们的编程能力和对操作系统概念的理解。
二、实验环境
本次实验使用的操作系统为Windows10,编程语言为C++,开发
工具为VisualStudio2019。
三、实验原理
1、进程状态
进程在其生命周期中会经历不同的状态,包括就绪态、运行态和阻
塞态。就绪态表示进程已经准备好执行,只等待CPU分配;运行态表
示进程正在CPU上执行;阻塞态表示进程由于等待某个事件(如I/O
操作完成)而暂时无法执行。
2、调度算法
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)等。
先来先服务算法按照进程到达的先后顺序进行调度。
短作业优先算法优先调度执行时间短的进程。
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执行。
四、实验内容
1、设计并实现一个简单的进程调度模拟器
定义进程结构体,包含进程ID、到达时间、执行时间、剩余时间
等信息。
实现进程的创建、插入、删除等操作。
实现不同的调度算法。
2、对不同调度算法进行性能测试
生成一组具有不同到达时间和执行时间的进程。
分别采用先来先服务、短作业优先和时间片轮转算法进行调度。
记录每个算法下的平均周转时间、平均等待时间等性能指标。
五、实验步骤
1、进程结构体的定义
```c++
structProcess{
intpid;
intarrivalTime;
intexecutionTime;
intremainingTime;
intfinishTime;
intwaitingTime;
intturnaroundTime;
};
```
2、进程创建函数
```c++
voidcreateProcess(Processprocesses,intnumProcesses,intpid,int
arrivalTime,intexecutionTime){
processesnumProcessespid=pid;
processesnumProcessesarrivalTime=arrivalTime;
processesnumProcessesexecutionTime=executionTime;
processesnumProcessesremainingTime=executionTime;
numProcesses++;
}
```
3、先来先服务调度算法实现
```c++
voidfcfsScheduling(Processprocesses,intnumProcesses){
intcurrentTime=0;
for(inti=0;i<numProcesses;i++){
if(currentTime<processesiarrivalTime){
currentTime=processesiarrivalTime;
}
processesistartTime=currentTime;
currentTime+=processesiexecutionTime;
processesifinishTime=currentTime;
processesiwaitingTime=processesistartTimeprocessesiarrivalTime;
processesiturnaroundTime=processes
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