操作系统调度：死锁与多级调度策略

"该资源主要探讨了操作系统中的调度与死锁问题，强调了调度算法的重要性以及不同级别的调度机制，包括高级调度、中级调度和低级调度，并提到了死锁产生的原因、预防方法以及检测与解除策略。" 操作系统是管理计算机硬件与软件资源的程序，而调度是操作系统中不可或缺的一部分，它直接影响到系统的性能。调度算法是调度的核心，用于决定哪些进程应当获得处理器资源。调度的目标通常是优化系统的响应时间、吞吐量和公平性。 1. **高级调度**（High-Level Scheduling 或作业调度）负责将外部存储的作业调入内存，主要应用于批处理系统。调度特性包括接纳作业数和接纳策略，例如先来先服务（FCFS）、短作业优先等。作业由一系列相互独立又关联的工作步骤组成，具有提交、后备、运行和完成四个状态。 2. **中级调度**（Intermediate-Level Scheduling）是为了提高系统吞吐量和内存利用率，通过将内存中的进程换出到外存，以腾出空间给其他进程，这通常在多道程序系统中发生。 3. **低级调度**（Low-Level Scheduling 或进程调度）是操作系统内核的一部分，负责在就绪队列中选择下一个执行的进程。调度方式有非抢占式和抢占式，抢占式调度可以基于时间片、优先级或短作业优先原则进行。 死锁是操作系统中的一种危险情况，发生在两个或更多进程相互等待对方释放资源，导致所有进程都无法继续进行。死锁的必要条件包括互斥、占有并等待、无剥夺和循环等待。预防死锁的方法包括避免这些条件的发生，例如通过资源预分配、禁止环路等待、设置超时和资源有序分配策略。如果死锁已经发生，可以通过检测和解除策略来解决，例如通过回滚、资源剥夺或进程终止来打破死锁状态。 在理解调度和死锁的基础上，操作系统设计者可以创建更加高效和稳定的系统。这些概念不仅适用于传统的批处理和交互式系统，还对现代的多任务、分布式和云计算环境至关重要。