死锁的概念
os课程设计死锁
os课程设计死锁一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握操作系统中死锁的概念、原因、类型及避免方法。
通过本课程的学习，学生应能够：1.理解死锁的定义及其在操作系统中的重要性。
2.识别导致死锁的四个必要条件。
3.区分死锁与饥饿、活锁的区别。
4.分析具体实例中的死锁问题，并提出解决方案。
5.应用死锁理论知识，解决实际操作系统问题。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括：1.死锁的定义与基本概念：介绍死锁的定义、特点及在操作系统中的含义。
2.死锁的四个必要条件：分析并理解导致死锁的四个必要条件，即互斥条件、占有和等待条件、不剥夺条件、循环等待条件。
3.死锁的类型与避免方法：介绍死锁的不同类型，如资源分配图、资源分配矩阵等，并学习死锁避免算法，如银行家算法、资源请求算法等。
4.死锁的实际案例分析：分析实际操作系统中的死锁案例，如Linux、Windows等操作系统中的死锁问题，探讨解决方案。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式，包括：1.讲授法：通过讲解死锁的基本概念、原因及避免方法，使学生掌握理论知识。
2.案例分析法：分析实际操作系统中的死锁案例，使学生能够将理论知识应用于实际问题。
3.实验法：安排实验课程，让学生动手实践，加深对死锁理论知识的理解。
4.讨论法：学生进行分组讨论，分享学习心得，互相答疑解惑。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将提供以下教学资源：1.教材：《操作系统原理与实践》等教材，为学生提供理论知识的系统学习。
2.参考书：推荐《现代操作系统》、《操作系统设计与实现》等参考书，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：提供教学PPT、视频讲座等多媒体资料，帮助学生更好地理解课程内容。
4.实验设备：提供计算机实验室，让学生进行实际操作，增强实践能力。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等环节，评估学生的课堂表现，占总评的30%。
操作系统原理教程第2章
超线程的工作
– 超线程处理器被视为两个分离的逻辑处理器,应用程序
不须修正就可使用这两个逻辑处理器. – 每个逻辑处理器都可独立响应中断.第一个逻辑处理器 可追踪一个软件线程,而第二个逻辑处理器则可同时追 踪另一个软件线程. – 由于两个线程共同使用同样的执行资源,因此不会产生 一个线程执行的同时,另一个线程闲置的状况.
要进行合理的控制和协调才能正确执行
资源共享关系 相互合作关系
进程的同步与互斥
进程同步与互斥的概念 进程同步机制应遵循的原则 利用锁机制实现同步
进程同步与互斥的概念
临界资源
– 在系统中有许多硬件或软件资源,在一段时间内只允许一个进程访
问或使用,这种资源称为临界资源.
临界区
– 每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区
信号量的操作
(1)P操作:记为P(S),描述为:
– – – – – – – –
P(S) { S=S-1; if (S<0) W(S); } V(S) { S=S+1; if (S<=0) R(S); }
(2)V操作:记为V(S),描述为:
利用PV操作实现互斥 利用PV操作实现互斥
概念:
– 互斥信号量是根据临界资源的类型设置的.有几种
进程的定义
– 一个程序在一个数据集合上的一次运行过程.所以
一个程序在不同数据集合上运行,乃至一个程序在 同样数据集合上的多次运行都是不同的进程.
进程的特征
– – – – –
动态性 并发性 独立性 异步性 结构性
进程的状态
进程的三种基本状态 进程的其它两种状态 进程状态间的转换
进程的三种基本状态
就绪状态
– 【例2-5】有4位哲学家围着一个圆桌在思考和进餐,
国开期末考试《操作系统》机考试题及答案(第8套)
国开期末考试《操作系统》机考试题及答案(第8套)一、单选题1. 操作系统的基本功能不包括以下哪项？- (A) 进程管理- (B) 文件管理- (C) 网络管理- (D) 内存管理- Answer: (C)2. 下列哪种文件系统不支持文件共享？- (A) FAT- (B) NTFS- (C) ext4- (D) NFS- Answer: (A)3. 进程同步的经典问题中，以下哪个问题不属于资源分配类问题？- (A) 哲学家就餐问题- (B) 读者写者问题- (C) 指令冲突问题- (D) 吸烟者问题- Answer: (D)4. 以下哪种调度算法不考虑进程优先级？- (A) 先来先服务调度- (B) 短作业优先调度- (C) 时间片轮转调度- (D) 最高响应比优先调度- Answer: (A)5. 下列哪项不属于虚拟内存的功能？- (A) 内存保护- (B) 内存扩充- (C) 内存共享- (D) 内存加密- Answer: (D)二、填空题1. 进程的特征有______(5个字)。
- Answer: 动态性、并发性、独立性、不确定性、制约性2. 磁盘调度算法的目标是______(4个字)。
- Answer: 提高磁盘的利用率3. 在分页存储管理方式下，逻辑地址由______和______两部分组成。
- Answer: 页号、页内偏移4. 进程调度算法中，______是指将处理机从一个进程转移到另一个进程的过程。
- Answer: 上下文切换5. 用户态和核心态的切换是通过______指令实现的。
- Answer: 特权指令三、简答题1. 请简要解释进程和线程的区别。
- Answer: 进程是操作系统进行资源分配和调度的基本单位，具有独立的内存空间和系统资源。
而线程是进程的执行单位，一个进程可以包含多个线程，共享进程的资源。
线程之间的切换比进程之间的切换开销更小，线程间的通信更加方便。
2. 请简要描述页面置换算法中的FIFO算法。
操作系统并发的名词解释
操作系统并发的名词解释操作系统是计算机的核心软件之一，负责管理和协调计算机硬件和软件资源。
在多任务环境下，操作系统必须处理并发的任务，以提高计算机的效率和性能。
并发是指在同一时间间隔内，多个事件、任务或进程同时执行的能力。
在操作系统中，有一些与并发相关的重要概念和术语，本文将对其进行解释。
1. 进程（Process）进程是计算机中运行的程序的实例。
每个进程都有自己的内存空间和资源，可以独立运行，并且可以与其他进程进行通信。
操作系统通过分配时间片来实现多个进程的并发执行，每个进程占用一定的CPU时间，然后切换到下一个进程。
2. 线程（Thread）线程是进程中的一个执行单元。
一个进程可以包含多个线程，它们共享进程的资源，如内存空间和打开的文件。
线程可以独立执行，通过操作系统的调度机制来实现并发。
多线程的好处在于可以更有效地利用计算机的CPU资源，提高程序的响应速度。
3. 上下文切换（Context Switching）上下文切换是指操作系统从一个正在执行的进程或线程切换到另一个进程或线程的过程。
在切换过程中，操作系统需要保存当前进程或线程的上下文信息，并加载需要执行的进程或线程的上下文信息。
上下文切换是实现并发的基本机制，但它也带来了一定的开销，因为保存和加载上下文信息需要时间和计算资源。
4. 同步（Synchronization）同步是多个进程或线程之间协调和共享资源的一种机制。
在并发环境中，多个进程或线程可能同时访问和修改共享资源，而没有适当的同步机制可能导致数据不一致和竞态条件等问题。
常见的同步机制包括互斥锁、信号量和条件变量等，它们可以确保临界区的互斥访问和协调进程或线程之间的顺序。
5. 互斥锁（Mutex）互斥锁是一种常用的同步机制，用于防止多个线程同时访问共享资源。
当一个线程获取了互斥锁后，其他线程必须等待锁的释放才能访问该资源。
互斥锁保证了对共享资源的互斥访问，防止了数据竞争和不一致性。
考研计算机操作系统重点知识点整理
考研计算机操作系统重点知识点整理操作系统是计算机系统中非常重要的一个组成部分，它负责管理和控制计算机的硬件及软件资源，并提供给用户和应用程序一个友好的界面。
在考研计算机科学与技术专业的学习中，操作系统是一个不可回避的重要考点。
下面将对考研计算机操作系统的重点知识点进行整理和总结。
一、进程管理1. 进程的定义和特征进程是程序的一次执行过程，它具有动态性和并发性等特征。
2. 进程的状态和状态转换进程有就绪、执行、阻塞等状态，同时在运行过程中会根据外部事件的发生而进行状态转换。
3. 进程的调度算法常见的进程调度算法有先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、高响应比优先（HRRN）等。
二、内存管理1. 物理内存和虚拟内存物理内存是计算机实际存在的内存单元，而虚拟内存则是操作系统为每个进程提供的一段连续的虚拟地址空间。
2. 分页和分段分页是按固定大小将进程的虚拟地址空间划分为若干页，而分段则是按逻辑段划分。
3. 页面置换算法常见的页面置换算法有最佳置换算法（OPT）、先进先出（FIFO）算法、最近最久未使用（LRU）算法等。
三、文件系统1. 文件的组织和访问方法文件可以按照顺序、随机或者索引等方式进行组织和访问。
2. 文件的目录结构常见的目录结构有线性结构、树形结构和图形结构等。
3. 文件的共享和保护文件的共享和保护是操作系统中一个重要的问题，需要考虑多进程对文件的访问权限和文件锁等机制。
四、设备管理1. 设备的分配和释放操作系统需要对计算机的各类设备进行合理的分配和释放，以满足进程对设备资源的需求。
2. 设备的调度算法设备调度算法包括先来先服务（FCFS）、最短寻找时间优先（SSTF）等。
3. 存储器的层次结构操作系统中常见的存储器层次结构包括缓存、主存储器和辅助存储器等。
五、同步与互斥1. 进程间通信方式进程间通信是指不同进程之间进行数据传输和共享的机制，包括管道、消息队列、共享内存等方式。
2. 同步和互斥概念同步是指多个进程按照一定的顺序进行执行，而互斥是指多个进程对共享资源的访问进行互斥控制。
it运维面试题及答案
it运维面试题及答案一、Linux操作系统面试题1. 请简要介绍Linux操作系统的特点和优势。
答案：Linux操作系统是一种开源的操作系统，具有稳定性强、安全性好、灵活性高的特点。
它支持多用户多任务，并且能够运行在多种硬件平台上，具有广泛的应用领域。
2. Linux下如何查看系统的负载情况？答案：可以使用命令"top"或者"uptime"来查看系统的负载情况。
其中，load average的数值表示系统在最近1分钟、5分钟和15分钟内的平均负载情况。
3. 如何在Linux系统中查看文件的权限和所有者？答案：使用命令"ls -l filename"可以查看文件的权限和所有者。
其中，-l参数表示以长格式显示文件或目录的详细信息。
4. 如何修改Linux系统中的文件权限？答案：使用命令"chmod"可以修改文件的权限。
如"chmod 755 filename"可以将文件的权限修改为-rwxr-xr-x。
5. 如何在Linux系统中查找文件？答案：可以使用命令"find"来查找文件。
如"find / -name filename"可以在根目录下查找名为filename的文件。
其中，/表示从根目录开始查找。
二、网络基础面试题1. 什么是IP地址？IP地址的分类有哪些？答案：IP地址是Internet Protocol Address（互联网协议地址）的简称，用于区分网络中不同设备的唯一标识符。
IP地址根据分配方式和地址类型的不同，分为IPv4和IPv6两种类型。
IPv4地址分为A、B、C、D、E五类，而IPv6地址采用128位长度。
2. 解释一下子网掩码的作用。
答案：子网掩码用于将IP地址划分为网络地址和主机地址两部分。
它通过与IP地址进行位运算，判断两台主机是否属于同一网络。
操作系统课程设计
操作系统课程设计报告1、概述一、设计目的1.对死锁避免中的银行家算法作进一步理解。
2.加深理解死锁的概念。
3.加深理解安全序列和安全状态的概念。
4.通过编写和调试一个系统动态分配资源的简单模拟程序，观察死锁产生的条件，并采用适当的算法，有效地防止和避免死锁地发生。
二、开发环境操作系统Windows xp编译环境VC++6.0生成文件银行家算法.cpp2、需求分析一、死锁概念：是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去.此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等待的进程称为死锁进程.由于资源占用是互斥的，当某个进程提出申请资源后，使得有关进程在无外力协助下，永远分配不到必需的资源而无法继续运行，这就产生了死锁。
二、关于死锁的一些结论：1.参与死锁的进程最少是两个（两个以上进程才会出现死锁）2.参与死锁的进程至少有两个已经占有资源3.参与死锁的所有进程都在等待资源4.参与死锁的进程是当前系统中所有进程的子集如果死锁发生，会浪费大量系统资源，甚至导致系统崩溃。
三、资源分类：永久性资源：可以被多个进程多次使用（可再用资源）1）可抢占资源2）不可抢占资源临时性资源：只可使用一次的资源；如信号量,中断信号，同步信号等（可消耗性资源）“申请--分配--使用--释放”模式四、产生死锁的四个必要条件：1、互斥使用（资源独占）一个资源每次只能给一个进程使用2、不可强占（不可剥夺）资源申请者不能强行的从资源占有者手中夺取资源，资源只能由占有者自愿释放3、请求和保持（部分分配，占有申请）一个进程在申请新的资源的同时保持对原有资源的占有（只有这样才是动态申请，动态分配）4、循环等待存在一个进程等待队列{P1 , P2 , … , Pn}, 其中P1等待P2占有的资源，P2等待P3占有的资源，…，Pn等待P1占有的资源，形成一个进程等待环路。
计算机操作系统(汤小丹第三版)第3章 处理机调度与死锁
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Ci P N i 1 i
25
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第三章 处理机调度与死锁
3.3.2 实时调度算法的分类
1、非抢占式调度算法
图 3-8 非抢占式实时进程调度
26
第三章 处理机调度与死锁
2、抢占式调度算法
图 3-8 抢占式实时进程调度
27
第三章 处理机调度与死锁
3.4.3 常用的几种实时调度算法
1、 最早截止时间优先即EDF(Earliest Deadline First)算法
11
第三章 处理机调度与死锁
3.2.2 选择调度方式和调度算法的若成 这段时间间隔。
1 i （2）平均周转时间： T Ti n i 1
W0 T
（3）带权周转时间：作业周转时间T与系统为它提供 的服务时间TS之比：
作业 调度 后 备 队 列
时间片完
进程调度 进程完成
就 绪 队 列
CPU
事件1出现
等待事件1
事件2出现 … 事件n出现 … …
等待事件2 … 等待事件n
图 3-2 具有高、低两级调度的调度队列模型
9
第三章 处理机调度与死锁
3、 同时具有三级调度的调度队列模型
作业调度 后备队列 批量作业 交互型作业 中级调度 时间片完 就绪队列 进程完成
进程名 到达 时间 A 0 B C D E 1 2 3 4 服务 时间 4 3 5 2 4 带权平均 周转时间
22
完成 时间
周转 时间
带权周 转时间
平均周转时间
第三章 处理机调度与死锁
2、多级反馈队列调度算法 就绪队列1 S1 S2 S3 至CPU 至CPU
就绪队列2 就绪队列3
操作系统概念第七版习题答案(中文版)完整版
操作系统概念第七版习题答案(中文版)完整版操作系统概念第七版习题答案(中文版)完整版本文为《操作系统概念第七版习题答案(中文版)》的完整版，旨在提供对该书中习题的详细解答和解析。
以下将按照章节顺序，逐一介绍各章习题的解答及相应的说明。
第一章：引言1. 操作系统的定义操作系统是计算机体系结构的重要组成部分。
它是一种软件，用于管理计算机硬件资源和提供用户与计算机系统之间的接口。
操作系统的主要目标是实现对计算机系统的控制和协调，以确保计算机系统的正确运行。
2. 操作系统的功能操作系统具有以下主要功能：- 管理系统资源：操作系统负责管理计算机系统的硬件资源，包括内存、CPU、硬盘和外部设备等。
- 提供用户接口：操作系统提供了用户与计算机系统之间的接口，使用户能够方便地使用计算机。
- 调度任务：操作系统根据一定的调度算法，决定进程的执行顺序，以实现对系统资源的合理利用。
- 存储管理：操作系统管理计算机的内存资源，为进程分配内存空间，并进行内存的读写操作。
- 文件系统：操作系统负责管理计算机系统中的文件，包括文件的创建、读写和删除等操作。
- 错误处理：操作系统能够检测和处理可能出现的错误，确保计算机系统的稳定和安全。
第二章：进程与线程1. 进程与线程的概念及区别进程是计算机系统中正在运行的程序的实例。
一个进程由程序、数据和进程控制块组成，拥有独立的内存空间和系统资源。
线程是进程中的一个实体，是进程的执行单位，共享进程的数据空间和系统资源。
进程和线程的主要区别在于资源的占用和拥有关系，进程拥有独立的资源，而线程共享进程的资源。
2. 进程调度算法常见的进程调度算法包括先来先服务（FCFS）、短作业优先（SJF）、最高优先权调度（HPF）、时间片轮转调度（RR）等。
不同的调度算法适用于不同的场景和需求，可以根据系统的实际情况选择合适的调度算法。
第三章：处理机调度与死锁1. 死锁的概念死锁是指系统中若干进程因竞争系统资源而陷入无限等待的状态，无法继续执行下去。
计算机操作系统汤子瀛版
当新到达的作业（进程）比正在执行的作业（进程） 明显地短时，将剥夺长作业（进程）的执行，将处理 机分配给作业（进程），使之优先执行。
第一节 调度的类型和模型
3、中级调度 又称中程调度
(1)引入中级调度的目的
是为了提高内存的利用率和系统吐量。
(2)定义
应使那些暂时不能运行的进程不再占用宝贵的 内存空间，而将它们调至外存上去等待，称此 时的进程状态为就绪驻外存状态，或挂起状态。 当这些进程重又举备运行条件，且内存又稍有 空闲时，由中级调度决定，将外存上的那些重 又具备运动条件的就绪进程重新调入内存，并 修改其状态为就绪态，挂在就绪队列上，等待 进程调度。
重要准则。
①定义
截止时间：指某任务必须开始执行的最迟时间，或必须完成的最 迟时间，对于严格的实时系统，其调度方式和调度算法必须保证 这点。否则将可能引起难以预料的后果。
（4）优先权准则 让紧急的作业，得到及时的处理。
第二节 调度算法
• 调度算法是指：根据系统的资源分配策 略所规定的资源分配算法，对于不同的 系统和系统目标，通常采用不同的调度 算法。
2)具有高低级调度的调度队列模型
图 3-2 具有高、低两级调度的调度队列模型
3、同时具有三级调度的调度队列模型
当在OS中引入中级调度后，可把就绪态 分为内存就绪状态、外存就绪状态。可 把阻塞状态进一步分成内存阻塞和外存 阻塞两种状态。在调出操作的情况下， 可使内存就绪转变为外存就绪、内存阻 塞转变为外存阻塞；在中级调度的作用 下，外存就绪转变为内存就绪。
这种调度方式的优点是实现简单、系统开销小，适用大 于多数的批处理系统环境。但它难于满足紧急任务的 要求。
(2)抢占方式（Preemptive Mode） 这种调度方式，允许调度程序根据某种原则，去停止 某个正在执行的进程，将已分配给该进程的处理机， 重新分陪另一进程。
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死锁的概念
死锁是指在并发编程中的一种特殊情况，其中两个或多个进程（线程）被永久地阻塞，无法继续执行，因为每个进程都在等待其他进程释放某个资源，而这些资源被其他进程占用，并且无法被释放。
死锁通常发生在多个进程（线程）共享有限的资源的情况下。
资源可以是硬件设备（如打印机、网络连接），也可以是软件资源（如文件、数据库记录）。
进程在执行过程中会请求这些资源，当某个进程请求资源时，如果该资源已被其他进程占用，该进程将被阻塞，直到该资源可用。
如果若干个进程都处于等待资源的状态，且每个进程都占用了其他进程需要的资源，就会发生死锁。
死锁的发生通常需要满足以下四个条件：
1. 互斥条件（Mutual Exclusion）：对于一种资源，同一时间只能被一个进程占用。
当一个进程占用了某个资源时，其他进程无法同时占用该资源。
2. 占有且等待条件（Hold and Wait）：进程在持有某些资源的同时，还在等待其他资源。
即进程在请求其他资源时不会释放已经持有的资源。
3. 不可抢占条件（No Preemption）：进程已经拥有的资源无法被强制性地抢占，只能在进程主动释放时释放。
4. 循环等待条件（Circular Wait）：存在一个进程等待序列，每个进程都在等待下一个进程释放所需的资源，形成一个循环等待的条件。
当这四个条件同时满足时，就会发生死锁。
例如，假设有两个进程A和B，同时需要资源X和资源Y。
进程A先占用了资源X，然后等待资源Y，但此时资源Y 被进程B占用。
同样，进程B先占用了资源Y，再等待资源X，但此时资源X 被进程A占用。
两个进程相互等待对方释放资源，导致无法继续执行，就形成了死锁。
死锁对于系统的影响是非常严重的，它会导致系统停止响应，资源无法正常利用，从而影响系统的性能与可靠性。
因此，解决死锁问题是并发编程中的一个重要课题。
为了解决死锁问题，可以采取以下策略：
1. 避免死锁：通过破坏四个必要条件之一，即可避免死锁的发生。
一种方法是通过尽量减少资源的互斥性，允许多个进程同时访问一些资源。
另一种方法是在进程发出请求时，要求所有需要的资源一次性全部分配。
如果无法满足条件，则进程会等待，直到所有资源可用。
2. 检测与解除死锁：采用算法来检测系统中是否存在死锁，并在检测到死锁时采取相应措施解除死锁。
一种常用的算法是银行家算法，它通过分析系统资源的
最大需求和可用资源来判断是否会发生死锁，并采取相应的资源分配策略来避免死锁的发生。
3. 超时与资源剥夺：设置资源请求的超时时间，如果超过一定时间仍未获取到所需资源，则进程放弃当前请求，释放已持有的资源，避免死锁的发生。
4. 死锁恢复：当发生死锁时，通过终止部分进程来破坏死锁的循环等待条件，释放所占用的资源，从而解除死锁。
但这种方法可能会引起资源的浪费。
在设计并发系统时，需要充分考虑资源的竞争与分配方式，合理地进行资源管理和进程调度，以尽可能避免死锁的发生。
同时，也要对系统进行死锁预防、检测与解除等措施，以保证系统的可靠性和性能。