GATE-CS-2006 - 第41章

本章分为两个小节，分别介绍了操作系统中进程调度和死锁的概念。

进程调度

操作系统需要把有限的CPU时间分配给多个进程，以满足它们的需求。进程调度算法是决定如何选择下一个进程来运行的决策过程。本小节介绍了三种常见的进程调度算法。

先来先服务（FCFS）

FCFS算法按照进程的到达时间排序，处理器依次运行每个进程。该算法的优点是简单易用，缺点是不利于响应时间和短作业优先的处理。

短作业优先（SJF）

SJF算法根据进程的估算运行时间，选择下一个执行最短时间的进程。该算法的优点是可以有效地减少平均等待时间，但可能导致一些长作业的饥饿。

高响应比优先（HRRN）

HRRN算法考虑了进程等待时间和估计运行时间的比值，选择下一个响应比最高的进程。该算法既考虑了公平性，又考虑了短作业的优先级，相对于其他算法，它更能满足多种需求。

死锁

死锁是指两个或多个进程被互相等待而无法继续执行的情况。在本小节中，我们将解释死锁如何发生，以及如何避免和解除死锁。

产生死锁的原因

死锁的发生需要满足四个条件：

• 互斥条件：进程要求对所分配的资源进行排他性控制。
• 请求保持条件：进程已经保持至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源已被其他进程占有。
• 不剥夺条件：进程已获得的资源，在未使用完之前，不能被其他进程强制性剥夺。
• 循环等待条件：存在一种进程资源申请序列，使得每个进程已获得的资源不满足其所需的下一个资源。

只有这四个条件同时被满足时，才会发生死锁。

死锁的避免和解除

有三种方法可以避免或解除死锁：

• 预防死锁：在程序设计时避免出现死锁的四个条件，比如采用资源分配图算法。
• 避免死锁：在资源分配时，避免出现循环等待条件，采用银行家算法等方法。
• 解除死锁：检测到死锁后，采取一定的措施打破死锁，如抢占资源或者回滚进程。

总结

本章介绍了进程调度和死锁的概念，包括三种进程调度算法和三种避免或解除死锁的方法。熟悉这些概念对于程序员来说是非常重要的，因为它们关系到系统的可靠性和程序的性能。