操作系统:进程调度与死锁问题分析
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更新于2024-08-25
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"某时刻进程的资源使用情况如下表所示,描述了四个进程P1、P2、P3、P4对R1、R2、R3资源的需求和已分配情况。同时,给出了一个选择题,涉及进程调度算法、死锁、同步与互斥以及信号量的使用。另外,还提供了关于信号量初始值和当前值的问题,以及进程优先级调整的场景。"
在操作系统中,处理机管理是核心任务之一,涉及到进程的调度、同步和互斥等问题。题目中的安全序列是指在银行家算法中,能够避免系统进入不安全状态的一种进程执行顺序。根据表格数据,我们需要找到一种顺序,使得按照这个顺序执行,每个进程都能获得它还需要的资源并完成,同时不会导致其他进程无法获取资源。通过计算,可以发现只有P1、P4、P3、P2的顺序满足条件,因为在这个顺序下,每个进程都能在需要时得到足够的资源,因此正确答案是C.P1,P4,P3,P2。
复习题中涉及的进程调度算法:
- 时间片轮转调度算法:将CPU时间划分为固定时间片,按顺序分配给进程,达到兼顾响应时间和公平性。
- 短进程优先调度算法:优先调度需要CPU时间较短的进程,有利于减少平均周转时间。
- 先来先服务调度算法:按照进程到达的顺序进行调度,简单但可能导致长进程等待时间过长。
- 高响应比优先调度算法:结合等待时间和服务时间,综合考虑进程的响应比,既照顾短进程又考虑等待时间。
关于死锁问题,如果8台打印机,每个进程最多需要3台,那么至少需要3个进程才能引发死锁,因为它们分别申请并占用3台打印机,导致其他进程无法获取资源。所以,最小的K值是3。
进程同步与互斥的实现通常使用信号量机制。在给定的伪代码中,S1、S2用于控制P1与P2、P1与P3的同步,empty控制生产者与消费者的同步,mutex确保对缓冲区的互斥访问。当信号量值为0时,表示资源不可用,进程必须等待;非零时,进程可以获取资源。
关于信号量的题目,若信号量当前值为1,且初值为3,说明当前有一个资源可用(M=1),没有进程等待(N=0),因此答案是B.1,0。
最后,降低进程优先权级的合理时机是在进程的时间片用完,这样可以避免优先级高的进程长时间独占处理器,保证系统的公平性。所以正确选项是A.进程的时间片用完。
进行P0和P1的共享变量定义,flag数组和turn变量用于实现Peterson算法,这是一种解决两个进程间互斥问题的方法。flag[i]表示进程i是否希望获得资源,turn表示应该让哪个进程获得资源。
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