操作系统计算题 (2).pdf

操作系统是计算机系统的核心组成部分，负责管理和控制系统的硬件资源，以及为用户提供服务。本文将讨论操作系统中的作业调度算法及其对系统性能的影响，同时介绍临界区管理和死锁的概念及预防策略。 作业调度是操作系统中的一项重要任务，其目标是确定作业的执行顺序，以优化系统性能。常见的调度算法包括先来先服务（FCFS）和短作业优先（SJF）。 1. 先来先服务（FCFS）调度算法： FCFS是最简单的调度算法，按照作业到达的先后顺序分配CPU。如案例所示，作业1首先运行，然后是作业2和3。FCFS的优点是实现简单，但可能导致长作业等待时间过长，从而增加平均周转时间。 2. 短作业优先（SJF）调度算法： SJF优先调度执行时间较短的作业，以减少平均周转时间和平均等待时间。案例中，SJF算法首先运行作业1，接着是作业3（因为作业2在作业1运行完后到达），最后运行作业2。相比于FCFS，SJF通常能提供更短的平均周转时间。 3. 更优的调度策略： 案例中提到了一种改进策略，即延迟长作业的执行，直到所有作业到达后再按SJF调度。在这种情况下，作业3、2和1分别运行，平均周转时间最短。 除了上述两种算法，还有其他的调度策略，如高响应比优先（HRRN）、多级反馈队列（MLFQ）等，它们在不同场景下都能提供更好的性能。 接下来，我们讨论临界区管理的基本准则： 1. 空闲让进：如果临界区为空，任何请求进入的进程应该被允许进入。 2. 忙则等待：如果有进程已在临界区，其他进程必须等待，确保互斥访问。 3. 有限等待：进程等待进入临界区的时间应有限制，避免无限等待导致的死锁。 4. 让权等待：当进程不能进入临界区时，应释放CPU，避免无谓的等待。 死锁是多进程系统中的一种状态，所有进程都在等待对方释放资源而无法继续执行。预防死锁的方法包括： 1. 破坏“请求和保持”条件：不允许进程已持有资源又请求新的资源。 2. 破坏“不剥夺”条件：允许抢占资源，使得进程在无法获取新资源时释放已有的资源。 3. 破坏“循环等待”条件：资源分配有序化，避免形成循环等待。 理解并合理应用这些原则对于设计高效、稳定的操作系统至关重要。在实际操作中，操作系统可能需要结合多种策略以平衡效率和公平性。