操作系统中的死锁：非剥夺资源与预防方法

"本文主要探讨了操作系统中的调度与死锁问题，特别关注了竞争非剥夺性资源导致死锁的情况。文章以P1和P2两个进程争夺唯一打印机和读卡机为例，阐述了死锁产生的原因。同时，还概述了操作系统调度的三个层次：高级调度（作业调度）、中级调度和低级调度（进程调度），以及它们各自的作用和调度策略。" 在操作系统中，调度是确保多道程序高效运行的关键环节。调度算法的选择直接影响到系统的性能。高级调度，即作业调度，负责将外存中的作业调入内存，根据不同的接纳策略，如FCFS（先来先服务）或短作业优先等，选择合适的作业进行执行。作业在生命周期中经历进入、后备、运行和完成四个状态。 中级调度，也称为中程调度，是为了提高系统吞吐量和内存利用率，通过将内存中的进程换出到外存，以便为其他进程腾出空间。这在现代操作系统中尤其重要，因为它允许系统在内存资源有限的情况下管理更多的进程。 低级调度，即进程调度，是最频繁进行的调度，它决定就绪队列中的哪个进程将获得CPU执行。进程调度有两种主要方式：非抢占式调度，进程执行至完成或阻塞；抢占式调度，允许根据时间片、优先级或短作业优先原则中断进程执行，以分配CPU给更高优先级的进程。 死锁是操作系统中的一个重要问题，当多个进程互相等待对方释放资源，而这些资源都无法被剥夺时，就会形成死锁。在例子中，P1持有打印机但需要读卡机，P2持有读卡机但需要打印机，导致两者都无法继续执行，这就是一种典型的死锁情况。防止死锁的方法包括避免循环等待条件、资源预分配、设置资源有序分配策略等。 总结来说，操作系统调度是多道程序设计的核心，它涉及不同层次的决策，以确保系统资源的有效利用。而死锁的防范和管理是保证系统稳定性和效率的重要方面，需要通过合理的资源管理和调度策略来规避。