操作系统详解：处理机调度与死锁分析

"处理机调度与死锁-matlab在大气科学中的应用" 操作系统是计算机系统的核心软件之一，负责管理和控制系统的硬件资源，以及为用户提供高效、方便的服务。在第三章“处理机调度与死锁”中，主要讨论了如何有效地分配处理器资源以及如何处理可能导致系统停滞的死锁问题。 处理机调度分为三个层次：高级调度、低级调度和中级调度。高级调度主要关注作业的调度，决定哪些作业进入内存等待执行；低级调度则负责进程的激活与挂起，选择就绪队列中的进程获得CPU执行；中级调度则涉及到内存与外存之间的交换，以提高内存利用率。 调度队列模型和调度准则是处理机调度的基础。调度队列模型描述了不同优先级的进程如何在不同队列中等待，而调度准则包括周转时间、响应时间、公平性等，用于评估和选择合适的调度算法。常见的调度算法有先来先服务（FCFS）、短作业（进程）优先（SJF）、高优先权优先（HPF）以及基于时间片的轮转调度（RR）等。实时调度则需要满足严格的截止期限，例如抢占式调度和非抢占式调度。 死锁是操作系统中的一个严重问题，当多个进程相互等待对方释放资源而形成僵局时，就会发生死锁。死锁产生的原因包括资源竞争和进程间的循环等待，必要条件包括互斥条件、请求与保持条件、不剥夺条件和环路等待条件。处理死锁的方法包括预防、避免和检测与解除。预防死锁是通过修改系统或进程行为来防止死锁的发生，如采用银行家算法确保系统处于安全状态。检测与解除死锁则是通过定期检查系统状态，发现死锁后采取撤销进程或强制剥夺资源等措施。 在第四章“存储器管理”中，讲解了存储器的层次结构，包括主存、高速缓存、磁盘缓存等，以及程序的装入、链接过程。连续分配方式涉及单一连续分配、固定分区分配、动态分区分配等，这些方法用于管理主存空间。分页和分段存储管理是现代操作系统中常用的方式，它们提高了存储效率并支持信息共享。虚拟存储器通过页面替换策略和请求分页技术，使得比实际物理内存更大的地址空间得以使用。页面置换算法如最佳置换、先进先出和最近最久未使用等，用于决定何时替换内存中的页面。 这些知识点是计算机操作系统课程的基础内容，对于理解操作系统的运行机制和设计原则至关重要。无论是开发操作系统、编写高效程序，还是进行系统分析和优化，都需要深入掌握这些概念和技术。