操作系统调度与死锁详解

"操作系统课件" 操作系统是管理计算机硬件与软件资源的系统软件，它负责协调计算机各个部分的工作及提供用户接口。本章重点讨论的是调度与死锁这两个关键概念。 调度是操作系统中的一种核心功能，它涉及到如何有效地分配处理器资源。调度主要分为三个层次：高级调度、低级调度和中级调度。 高级调度，又称为作业调度，它的任务是从外存的后备队列中选择合适的作业调入内存，并决定接纳的作业数量。这通常在批处理系统中应用，由特定的调度算法决定。 低级调度，又称进程调度，是操作系统中最基本的调度。它负责从就绪队列中选取进程来运行，可以是非剥夺式或剥夺式。非剥夺式调度不允许正在运行的进程被抢占，而剥夺式调度则允许根据优先级或其他原则抢占处理器。 中级调度，也叫对换调度，主要用于缓解内存紧张的情况。它会将内存中的进程交换到外存对换区，以便腾出内存空间给其他进程。 调度算法的选择对系统的性能至关重要。其中，不可剥夺方式保证了进程能连续执行，直到完成或被阻塞。而可剥夺方式则允许高优先级进程抢占低优先级进程的处理器。调度的时机包括进程退出、阻塞、新进程创建以及中断发生等，而调度的性能准则包括响应时间、周转时间、优先权、截止时间保证、系统吞吐量、处理机利用率以及资源平衡利用等。 死锁是操作系统中另一个重要的话题，指的是两个或多个进程相互等待对方释放资源，导致它们都无法继续执行的状态。死锁的预防和避免策略包括避免循环等待、资源预分配、设置资源顺序分配规则等。检测与解除死锁的方法则包括银行家算法、资源预留、回滚事务等技术，目的是恢复系统的正常运行。 周转时间是衡量调度效率的重要指标，它由等待时间和实际服务时间组成。周转时间短意味着用户等待的响应更快，而系统吞吐量则反映了单位时间内系统的处理能力。 调度与死锁是操作系统设计中至关重要的两个方面，理解并掌握它们对于优化系统性能和保证系统稳定性具有重要意义。通过深入学习这些知识点，我们可以更好地理解和设计高效的操作系统。