操作系统实验--死锁

操作系统实验中的"死锁"是关注的重点，死锁是指两个或多个并发进程相互等待对方持有的资源，导致它们都无法继续执行的状态。在这个实验中，我们主要探讨如何理解和避免死锁。 了解死锁发生的四个必要条件：互斥条件、占有并等待条件、无剥夺条件和循环等待条件。在实验中，资源只能被一个进程使用，一旦占用，不能被其他进程抢占，这体现了互斥条件。进程可能会在等待其他资源的同时占用某些资源，符合占有并等待条件。资源不可抢占，意味着已分配的资源只能由占用它的进程释放，符合无剥夺条件。如果存在一个进程集合，它们之间形成一个环形等待链，每个进程都在等待集合中的下一个进程所占用的资源，那么就形成了循环等待条件，死锁由此发生。 实验内容涉及到两种资源分配策略：随机分配算法和银行家算法。随机分配算法简单直观，只要系统当前剩余资源能满足进程的当前请求，就立即分配。然而，这种方法可能导致死锁，因为没有考虑系统的安全性，即是否存在一个进程顺序执行的序列，使得所有进程最终都能完成。 银行家算法是避免死锁的一种有效方法。它引入了“安全性”概念，要求系统在进行资源分配前先进行安全性检查。实验中设计了3~4个并发进程和10个不可抢占的资源，每个进程动态申请和释放资源。银行家算法的工作流程包括： 1. 初始化：记录每个进程的资源需求总量和已占资源量，将所有进程状态设为就绪。 2. 当进程申请资源时，系统检查当前资源是否足够分配，如果足够，更新进程状态和系统资源。 3. 如果资源不足以满足当前请求，进程进入等待状态。 4. 安全性检查：通过工作表和可用资源表，寻找一个可能的完成序列，使得所有进程最终都能获得所需资源并完成。 5. 如果找到安全序列，分配资源；否则，进程继续等待，避免死锁的发生。 实验提示中，进程控制块PCB包含了关键信息，如进程名、状态、当前申请量、资源需求总量、已占资源量和能执行完标志。通过模拟这两个算法的运行，可以直观地观察到资源分配的效果，理解死锁是如何产生的，以及银行家算法如何有效地防止死锁。 实验中提供的流程图详细描述了随机分配和银行家算法的执行步骤。随机分配算法可能在资源不足时导致死锁，而银行家算法则通过在分配资源前进行安全性检查来确保系统不会陷入死锁状态。 这个操作系统实验帮助我们深入理解死锁的概念，掌握了死锁产生的条件，以及如何通过银行家算法避免死锁。通过模拟和观察不同资源分配策略下的系统行为，我们可以更直观地看到资源管理和调度的重要性，为理解和解决实际系统中的死锁问题打下坚实基础。