作业调度与死锁处理：从预防到检测与解除

"死锁的检测与解除-第4章 处理机调度与死锁" 在操作系统中，处理机调度和死锁是两个至关重要的概念。死锁是多个并发进程在执行过程中，因争夺资源或者彼此间存在环路等待而造成的僵局。本章节将重点讨论死锁的检测与解除策略。 死锁的预防方法旨在通过设置一定的规则来防止死锁的发生，例如一次性分配资源策略，但这种方法可能导致资源利用率低下。另一方面，死锁避免策略如银行家算法，虽然更为灵活，但它要求系统能够预知未来所有进程的资源需求，这在实际应用中往往难以实现。这两种方法都属于保守策略，可能牺牲系统的效率并浪费资源。 在死锁的检测与解除中，系统会定期检查是否存在死锁状态。一种常见的检测方法是资源图法，通过构建进程之间的资源分配图，寻找环路来判断是否发生死锁。一旦检测到死锁，就需要采取解除策略，例如回滚、资源剥夺或进程终止。回滚是指让陷入死锁的进程回退到安全状态，而资源剥夺则是强制回收某个或某些进程的资源以打破环路。进程终止是最极端的措施，它可能涉及结束一个或多个参与死锁的进程，以恢复系统的正常运行。 在处理机调度方面，操作系统需要根据不同的作业类型和优先级进行智能调度。作业可以分为CPU繁忙型和I/O繁忙型。CPU繁忙型作业需要大量的处理器时间，而I/O繁忙型作业则依赖于频繁的输入输出操作。针对不同类型的作业，调度算法应确保高效利用资源并减少等待时间。常见的调度算法有先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、优先级调度等，每种算法都有其优缺点，适用于不同的场景。 作业是操作系统中的基本单元，由程序、数据和作业说明书组成。作业说明书记录了作业的相关信息，如用户需求、资源需求等。作业控制块（JCB）是系统管理和控制作业的关键，其中包含了作业的状态、优先级、资源需求等描述信息。作业的建立和撤销是操作系统进行资源管理和调度的基础。作业的建立包括输入程序和数据、创建JCB，而完成作业后，JCB会被撤销，释放占用的资源。 处理机调度与死锁管理是操作系统设计中的核心问题，它们直接影响到系统的性能和稳定性。理解并有效地处理这些问题，对于优化系统资源的使用和提升整体效率至关重要。