操作系统-处理机调度与死锁预防

操作系统是计算机系统的关键组成部分，负责管理和控制系统的硬件和软件资源，尤其是处理机的调度，这是操作系统中至关重要的任务。处理机调度的目标是有效地分配CPU时间，确保系统的响应时间、吞吐量和资源利用率得到优化。本章主要讨论了与处理机调度相关的概念和技术，包括死锁的预防和检测、进程调度算法以及资源分配策略。 1. 银行家算法是一种用于防止死锁的策略，其核心在于预先分配资源，以确保系统不会进入不安全状态。选项B正确，即系统处于不安全状态时可能会发生死锁。安全状态意味着系统能够避免死锁，而系统在安全状态下不会发生死锁，因此选项A和D错误，选项C也错误，因为安全状态不会导致死锁。 2. 在银行家算法中，最大需求矩阵Max表示每个进程的最大资源需求，分配矩阵Allocation记录已经分配给进程的资源，需求矩阵Need表示进程还需要多少资源才能完成。正确的关系是Need[i,j] = Max[i,j] - Allocation[i,j]，所以选项B正确，其他选项错误。 3. 非抢占式静态优先权法一旦将优先级赋予进程，就不会改变，如果高优先级进程长时间得不到调度，低优先级进程可能一直运行，这可能导致优先级反转问题，选项A正确。其他选项，如抢占式静态优先权法、时间片轮转调度算法和非抢占式动态优先权法通常会更公平地分配处理机时间，不太可能出现进程长期得不到调度的情况。 4. 预防死锁的方法旨在避免死锁的四个必要条件之一。银行家算法是一种预防死锁的方法，因为它允许系统安全地分配资源，防止环路等待条件的形成。选项D银行家算法是正确的，其他选项不是预防死锁的方法。 5. 检测死锁的方法通常涉及分析系统的资源分配状态，如资源分配图简化法，它可以识别出死锁存在的可能性。选项D正确，其他选项不是用于检测死锁的策略。 6. 解除死锁的方法包括剥夺资源法、进程撤销和资源分配图简化法。选项A剥夺资源法是正确答案，银行家算法是预防而不是解除死锁的策略，选项C错误，而选项B和D通常用于预防死锁。 7. 优先权调度算法是为了优先满足高优先级的紧迫型作业，因此选项D正确。先来服务调度算法和短作业优先调度算法不考虑优先级，而时间片轮转调度算法通常用于交互式系统，确保快速响应用户请求。 8. 当所有进程具有相同的优先权初值时，动态优先权调度算法将变为先来先服务调度算法，因为没有优先级差异。选项A正确，其他选项不匹配这种情况。 9. 作业从后备队列到被调度程序选中并开始执行的时间间隔称为等待调度时间，选项C正确。周转时间和响应时间涉及的是作业或进程执行的整个生命周期，运行时间则是进程实际执行的时间。 10. 资源静态分配法通过在作业开始前一次性分配所有所需资源，使得请求和保持条件不成立，从而防止死锁。选项B正确，其他条件是死锁发生的必要条件，但不是静态资源分配法可以直接消除的。 处理机调度和死锁管理是操作系统设计的核心内容，涉及到各种策略和算法，如FCFS（先来先服务）、SJF（最短作业优先）、优先级调度、银行家算法等，这些方法和策略的正确应用对于保证系统的高效和稳定至关重要。