操作系统：银行家算法与处理机调度解析

该资源主要涉及的是操作系统的处理机调度和死锁管理，特别是银行家算法在防止死锁中的应用，适用于考研复习。 操作系统中的处理机调度是管理CPU的关键部分，它涉及到作业和进程的关系以及各种调度算法。作业调度分为高级调度和低级调度。高级调度，也称作业调度，负责将外存上的作业调入内存，其主要任务包括决定接纳多少作业和接纳哪些作业。作业由程序、数据和作业说明书组成，运行过程中可能包含多个作业步。系统为每个作业创建作业控制块（JCB），存储关于作业的信息，并根据这些信息进行调度。 低级调度，即进程调度，频率较高，它负责保存当前处理机状态，选择下一个要执行的进程，并将处理机分配给该进程。作业在系统中经历收容、运行和完成三个阶段，从提交到内存、建立进程、运行直至结束。 银行家算法是为了解决死锁问题而设计的一种策略，特别是在多道程序环境中确保系统安全。以下是银行家算法的要点： 1. **安全状态**：系统处于安全状态意味着总能找到一个顺序的进程执行序列，使得所有进程最终都能完成。这个序列使得每个进程在执行过程中都能获得所需的资源，不会导致系统资源耗尽。 2. **数据结构**：包括最大需求矩阵、当前需求矩阵、已分配矩阵和可用矩阵。最大需求矩阵记录了每个进程的最大资源需求，当前需求矩阵表示当前进程需要的资源，已分配矩阵记录已分配给进程的资源，可用矩阵则表示当前系统可提供的空闲资源。 3. **银行家算法的步骤**： - 初始化：设定所有进程的最大需求、当前需求和已分配资源。 - 当进程请求资源时，检查该请求是否会导致系统进入不安全状态。 - 如果是安全的，分配资源给进程；否则，拒绝请求。 - 如果进程完成，释放其占用的资源，更新可用矩阵。 4. **安全性算法**：通过计算和分析所有可能的资源分配情况，找出一个能满足所有进程的执行序列，以确保系统始终可以避免死锁。 银行家算法的目的是预防死锁，通过预先分配资源并动态调整，保证系统能够避免资源的无序分配导致的死锁状态。它是一种预防策略，优于事后检测和解除死锁，因为一旦发生死锁，解决起来通常代价高昂。 对于考研来说，理解和掌握这些概念，以及如何运用银行家算法来防止死锁，是非常重要的。同时，考生还需要熟悉各种调度算法（如FCFS、SJF、优先级调度、多级反馈队列等）的基本思想、优缺点和适用场景，以及如何计算周转时间和响应时间。