处理机调度与死锁：安全序列到不安全状态转换

本章节主要讨论了处理机调度和死锁问题，特别是在操作系统课程中关于系统状态转换和资源分配的重要性。章节核心内容围绕以下几个方面展开： 1. **处理机调度的层次**: - 高级调度（作业调度）负责决定哪些作业进入待执行进程队列，这涉及到了长程调度的概念，如根据作业的提交顺序进行决策。 - 中级调度（交换调度）关注在内存中的进程，决定它们是否被完全或部分地执行，以及何时进行进程间切换。 - 低级调度（进程调度）则具体操作到处理器层面，即决定哪个就绪进程应获得处理器资源。 2. **调度算法目标**: - 处理机调度算法的通用目标包括提高资源利用率、保证公平性、平衡性和策略执行的灵活性。 - 对于批处理系统，其目标是降低平均周转时间、提高系统吞吐量和处理机利用率。 - 分时系统更注重响应时间和系统的均衡性。 - 实时系统强调截止时间的保证和可预测性。 3. **作业与作业调度**: - 在批处理系统中，作业被视为一次性计算任务，由多个作业步组成，每个作业通过JCB（Job Control Block）管理，包含了作业的相关信息和资源需求。 - 作业调度的任务包括监控作业状态、选择合适的作业投入执行、准备执行环境，并处理作业完成后的工作。 4. **调度算法示例**: - 先来先服务（FCFS）算法简单直观，按作业到达的顺序执行，非抢占式，等待当前作业完成后才分配CPU。这种算法倾向于对短作业有利，但可能牺牲长作业的效率。 5. **潜在的不安全状态转换**: 如果资源分配不遵循安全序列，可能导致系统从安全状态转变为不安全状态，因为这可能违反了资源的互斥使用原则，如产生死锁等问题。 总结来说，本章深入探讨了处理机调度的关键概念、不同类型的调度算法及其目标，以及如何通过合理的调度策略确保系统稳定和性能优化，同时强调了处理机调度在避免死锁方面的关键作用。理解这些概念对于设计和维护高效、安全的操作系统至关重要。