操作系统复习：死锁与饥饿，概念辨析与解题

“操作系统—精髓与设计原理（第五版）复习题及答案中文版，涵盖了并发性、死锁和饥饿等相关概念的判断题和选择题。” 操作系统是计算机系统的核心部分，负责管理和协调计算机硬件和软件资源的使用。在并发性方面，多任务和多线程使得系统能够同时执行多个进程或线程，提高系统的效率。然而，并发执行也可能带来问题，如死锁和饥饿。 **死锁** 是指两个或多个进程在等待对方释放资源而无法继续执行的状态，这是一种永久性的阻塞状态，不是周期性的。死锁的发生通常需要满足四个必要条件：互斥（资源在一段时间内只能由一个进程使用）、占有且等待（已占有资源的进程请求新的资源）、不可抢占（已分配的资源不能被强制剥夺）和循环等待（存在一个进程链，每个进程都在等待链中的下一个进程所占有的资源）。 **饥饿** 是指一个进程虽然没有陷入死锁，但由于资源分配策略或其他进程的持续占用，导致该进程无法获得必要的资源以继续执行。与死锁不同，饥饿可能最终会被打破，但可能会造成系统性能严重下降。 对于死锁的管理，有多种策略。**死锁预防** 是通过设计系统规则来避免上述四个必要条件的出现，以消除死锁的可能性。而**死锁避免** 则是在满足某些安全条件的情况下动态分配资源，确保不会形成死锁。**死锁检测** 是在运行时检测系统是否处于死锁状态，并采取相应措施。**资源分配拒绝** 方法则是在分配资源时评估是否会引发死锁，如果会，则不进行分配。 死锁的解决方案包括**回滚**（撤销进程的部分操作以释放资源）、**取消所有死锁进程** 或**进程优先级调整**。每种方法都有其适用场景，应根据具体情况选择。 **进程通信** 是并发执行中的关键环节，例如哲学家就餐问题展示了如何通过资源的不当分配导致死锁。**管道** 是一种简单有效的通信机制，允许进程间以生产者-消费者模型共享数据。**线程同步原语** 如互斥锁，则用于控制对共享资源的访问，防止竞态条件。 在Solaris操作系统中，线程同步原语如互斥锁是实现线程安全的关键。而在Windows 2000（W2K）系统下，同步对象可以处于有信号或无信号状态，但不能处于正在发送信号的状态。 了解并发性、死锁和饥饿的概念，以及它们的预防、检测和解决方法，对于理解和优化操作系统性能至关重要。这些复习题提供了深入理解这些核心概念的机会，帮助读者巩固知识并准备应对实际操作系统的挑战。