操作系统第三章：处理机调度与死锁解析

在操作系统第三章中，主要探讨了处理机调度与死锁的相关概念和技术。资源分配图作为关键的概念，是一种图形化的工具，它由进程结点和资源结点构成，其中进程结点用圆圈表示，代表正在运行或等待资源的程序，资源结点用小方框表示，包含特定数量的资源，如R1和R2。资源分配图中的边分为两类：分配边从资源结点到进程结点，表示资源的分配过程；申请边从进程结点到资源结点，反映了进程对资源的请求。 处理机调度是解决并发进程中资源竞争的核心机制。它涉及多个层次，包括作业调度（也称长程调度）和进程调度（也称短程调度）。作业调度负责从外存的作业后备队列中选择并加载作业到内存，创建进程，分配资源，然后将其放入就绪队列。在批处理系统中，这是必不可少的步骤，而在分时系统中，由于用户交互更直接，可能会有所不同。 进程调度则是更为基础的调度，决定就绪队列中的哪个进程获得处理机执行权。它决定了系统的效率和响应时间，处理机调度准则可能包括优先级、公平性、短进程优先等原则，以优化系统性能。处理机自身的工作包括读取指令、执行操作和处理状态转换，核心态与用户态的区别在于核心态允许执行所有机器指令和访问系统资源，而用户态则受限于程序的权限。 章节还深入讨论了死锁问题，即并发进程因互相等待对方释放资源而陷入无限等待的状态。产生死锁的四个必要条件分别是互斥、占有并等待、不剥夺和循环等待。为了预防死锁，操作系统采用策略如资源预分配、资源有序分配、避免循环等待等。一旦死锁发生，系统可能采取检测机制来识别死锁，然后通过撤销进程、资源抢占等方式解除死锁。 操作系统第三章的内容涵盖了处理机调度的多层次结构、不同类型的调度算法，以及死锁的成因、预防和处理方法，这些都是操作系统确保并发进程有效协调和资源合理利用的关键要素。