磁盘I/O调度算法解析与死锁预防

"该文档包含了计算机操作系统课程的第五章习题及解答，涉及磁盘I/O请求调度算法和操作系统中的死锁问题。" 在计算机操作系统中，磁盘I/O请求调度算法是至关重要的，因为它直接影响到系统的性能。文档中提到了四种常见的调度策略： 1. **先来先服务算法（FCFS）**：这是一种简单的调度算法，按照请求的顺序进行服务。对于给出的请求序列，FCFS会按143→86→147→91→177→150→102→175→130的顺序移动磁头，依次处理每个请求。 2. **最短寻道时间优先调度（SSTF）**：该算法旨在减少总的寻道时间，每次选择离当前磁头位置最近的请求。根据给出的序列，SSTF会调整顺序为143→147→150→130→102→94→91→86→175→177，尝试最小化磁头移动距离。 3. **扫描算法（SCAN）**：SCAN算法沿磁道单向移动，处理沿途遇到的所有请求。在这种情况下，磁头会从143道向高磁道移动，经过147、150、175、177，然后返回低磁道，处理130、102等请求。 4. **循环扫描算法（CSCAN）**：CSCAN与SCAN类似，但它不返回原方向，而是立即转向相反方向继续服务请求。所以，CSCAN会一次性处理整个序列，即143→147→150→175→177→86→91→94→102→130，形成一个完整的循环。 接下来，文档讨论了操作系统中的死锁问题。死锁是指多个进程互相等待对方释放资源，导致它们都无法继续执行的状态。在第五章习题5-9中，系统有三个进程和四个资源，每个进程最多需要两个资源。由于每个进程都已占用一个资源并请求第二个，但系统还剩下一个资源。无论这个资源分配给哪个进程，都将能够完成并释放其占用的两个资源，从而打破死锁的可能性。因此，该系统不会发生死锁。 在第五章习题5-10中，证明了如果p个进程共享m个资源，且所有进程的最大需求之和小于p+m，那么系统不会发生死锁。这是通过反证法来证明的，即假设发生了死锁，需要满足所有资源被分配（分配总数等于m）且所有进程都在等待更多资源，但这与需求总和小于p+m的条件矛盾，因此假设不成立，系统不会发生死锁。