操作系统是计算机系统的重要组成部分，负责管理计算机硬件与软件资源，同时提供用户与计算机交互的接口。在操作系统中，进程调度算法是管理CPU资源的核心机制之一，其目的是在多个进程之间合理分配CPU时间，以提高系统的整体效率和响应速度。
一、进程调度算法模拟实验目的
通过模拟实验，理解进程的基本概念，加深对进程运行状态及其调度过程和算法的理解。实验通过编程实现进程调度算法，有助于深入掌握进程管理的理论知识，并通过实践观察算法的具体执行过程。
二、实验环境和工具
实验需要在具备一定硬件和软件环境的PC机上进行。硬件设备为PC机一台，软件环境则需要在Windows或Linux操作系统上安装程序开发环境，支持C、C++、Java等编程语言。
三、实验内容概述
实验内容包括以下部分：
1. 编程实现进程调度：使用C、C++、Java语言编写程序，模拟动态优先权调度算法，处理给定的五个进程。实验中将记录每个进程的完成时间、周转时间和带权周转时间。
2. 进程控制块PCB设计：设计数据结构来表示进程控制块，其中包含进程标识、优先级、CPU占用时间、剩余CPU时间、阻塞时间、被阻塞时间、进程状态等字段。
3. 动态优先级变化规则：在进程调度中，进程优先级会根据在就绪队列和执行状态中的时间变化而动态调整。
4. 进程调度过程展示：程序应能够清晰展示每个时间片内进程的运行状态，包括正在执行的进程、就绪队列和阻塞队列中的进程。
5. 结果分析和认识：通过分析程序运行的结果，加深对进程调度算法的理解和认识。
四、进程调度算法核心知识点
1. 进程状态：新建、就绪、执行、阻塞、终结等。
2. 进程优先级：进程优先级通常决定了进程被调度的先后顺序。动态优先级调度算法中，优先级会根据运行情况动态调整。
3. 进程控制块（PCB）：是操作系统用于记录进程信息的数据结构，包括进程标识、优先级、资源使用状况等。
4. 就绪队列、阻塞队列：分别存储就绪状态和阻塞状态的进程，等待被调度执行。
5. 进程调度算法：包括多种不同的算法，如先来先服务(FCFS)、短作业优先(SJF)、时间片轮转(RR)、最高优先级调度(HPS)等。动态优先级调度是其中一种，会根据进程的等待时间或占用时间调整其优先级。
6. 进程调度过程：进程调度是操作系统的一个核心功能，负责决定哪个进程获得CPU执行权。
7. 性能指标：进程调度算法的效率可以通过周转时间、带权周转时间等性能指标来评估。
五、实验步骤与分析
实验要求编写程序实现动态优先权调度算法，具体步骤包括定义进程控制块结构、设计进程队列操作函数、模拟就绪队列与阻塞队列操作、以及编写核心代码展示进程调度过程。程序需要在每个时间片内更新进程状态，并在进程完成时输出相应的性能指标。
完成实验后，应对比分析程序的输出结果与预期结果的异同，并讨论可能的原因。通过实验结果和理论知识的结合，可以更深入地掌握进程调度算法及其对系统性能的影响。
六、实验结论与思考
通过对实验结果的分析，可以加深对动态优先级调度算法的理解，并从实验中获得对进程调度算法实际应用的认识。通过实验过程，思考如何优化算法以提高系统效率，以及如何在实际操作系统中有效实现这些调度策略。实验不仅加深了理论知识的理解，也提高了编程和调试程序的能力。
