在现代计算机系统中，操作系统负责管理硬件资源和为应用程序提供必要的服务。其中，进程调度是操作系统的一个核心功能，它负责决定哪一个进程应当被分配CPU时间片，以及分配多长时间。良好的进程调度策略可以显著提高系统性能和用户体验。
进程调度算法有很多种，包括先来先服务(FCFS)、短作业优先(SJF)、时间片轮转(RR)、优先级调度等。每种算法都有其特点和适用场景，但它们共同的目标是减少平均等待时间、响应时间和提高系统吞吐量。
让我们以最简单的调度算法——先来先服务(FCFS)为例，来看看如何实现一个基本的进程调度。FCFS算法按照请求CPU的顺序来分配处理器时间，实现起来相对简单。
首先，我们定义一个进程控制块（PCB）的结构体来存储进程信息：
typedef struct pcblock {
int pid; // 进程ID
int arrived; // 到达时间
int burstTime; // 执行时间
int waitingTime; // 等待时间
struct pcblock *next; // 指向下一个进程的指针
} PCB;
然后，我们使用一个链表来表示就绪队列：
PCB *readyQueue = NULL; // 初始化就绪队列
当一个新的进程到达时，我们将其添加到就绪队列的末尾：
void addProcess(int pid, int arrived, int burstTime) {
PCB *newProcess = (PCB*)malloc(sizeof(PCB));
newProcess->pid = pid;
newProcess->arrived = arrived;
newProcess->burstTime = burstTime;
newProcess->waitingTime = 0;
newProcess->next = NULL;
if (readyQueue == NULL) {
readyQueue = newProcess;
} else {
PCB *temp = readyQueue;
while (temp->next != NULL) {
temp = temp->next;
}
temp->next = newProcess;
}
}
接下来，我们实现FCFS调度算法的核心部分：
void fcfsScheduler() {
if (readyQueue == NULL) {
return; // 如果就绪队列为空，则不进行调度
}
PCB *currentProcess = readyQueue; // 取出队首进程作为当前进程
readyQueue = readyQueue->next; // 更新就绪队列
printf("Process %d started.
", currentProcess->pid);
sleep(currentProcess->burstTime); // 模拟进程执行时间
currentProcess->waitingTime += currentProcess->burstTime; // 计算等待时间
printf("Process %d finished.
", currentProcess->pid);
free(currentProcess); // 释放已执行进程的内存空间
}
以上代码实现了最基本的FCFS调度算法。在实际的操作系统中，进程调度器会更加复杂，需要考虑多核CPU、进程优先级、I/O操作等多种因素。然而，无论多么复杂的调度算法，其核心思想都是类似的：根据一定的标准选择最合适的进程分配给CPU执行。
通过上述示例，我们可以看到，即使是简单的调度算法也需要仔细的设计和编码。理解并实现这些算法，不仅能够帮助我们更好地认识操作系统的工作方式，还能提升我们解决实际问题的能力。在操作系统的学习道路上，进程调度是一个既富有挑战又充满乐趣的主题。
