处理机调度与死锁：理解进程-资源分配图PRAG

"进程-资源分配图PRAG是操作系统中用于描述进程与资源之间关系的图形化工具，常用于分析和防止死锁问题。它由结点集V和边的集合E构成，V分为进程集P和资源集R。资源类用方框表示，资源实例用黑圆点表示，进程则用带有进程名的圆圈表示，分配边是从资源实例到进程的有向边，请求边是从进程到资源类的有向边。死锁是多个并发进程因争夺资源而形成的僵持状态，每个进程都在等待其他进程持有的资源，无法继续执行。死锁的发生通常与资源竞争和进程推进顺序有关，且满足互斥、请求与保持、不可抢占和循环等待四个必要条件。处理死锁的方法包括预防、避免、检测和解除。预防死锁是通过破坏死锁发生的必要条件来避免死锁的出现。" 在操作系统中，进程-资源分配图（PRAG）是一种重要的分析工具，它帮助我们理解进程对资源的需求和分配状态，从而有助于识别潜在的死锁问题。PRAG由两个主要部分构成：结点集V和边的集合E。V包含进程集P和资源集R，其中P由多个进程结点组成，如p1、p2等；R代表资源类，如r1、r2等。边的集合E则表示进程与资源之间的关系，可以是有向的，如分配边和请求边。 资源在PRAG中用方框表示，每个方框内的黑圆点代表资源实例。而进程则用带有名称的圆圈表示。分配边是资源实例指向进程的箭头，表示资源已被分配给某个进程；请求边是从进程指向资源类的箭头，表示进程正请求获取特定资源。 死锁是操作系统中一个严重的问题，当两个或多个进程相互等待对方释放资源，而这些资源又无法被释放时，就会形成死锁。例如，两个进程P1和P2分别持有不同资源，同时请求对方所持有的资源，就会陷入僵局。死锁需要满足四个必要条件：互斥（资源一次只能被一个进程使用）、请求与保持（进程在等待新资源的同时保留已有资源）、不可抢占（已分配的资源不能被强制夺回）以及循环等待（存在一个进程等待链，每个进程都在等待链中的下一个进程所持有的资源）。 为了防止死锁，操作系统可以采取多种策略。预防死锁是通过设计资源分配策略来确保不会出现死锁的四个必要条件。例如，可以通过一次性申请所有资源、避免循环等待，或者采用银行家算法，预先计算系统的安全状态，以确保资源的合理分配。 理解进程-资源分配图和死锁的概念对于操作系统的设计和管理至关重要。通过分析PRAG，系统管理员和开发者可以有效地预测和避免死锁，确保系统的稳定运行。