WM_计算机操作系统习题及答案5.pdf

操作系统中的死锁问题是多道程序设计中常见的问题，它发生在多个进程间由于资源的竞争和特定的执行顺序导致的一种僵局，使得所有进程都无法继续执行。以下是对死锁相关知识点的详细说明： 1. **死锁的四个必要条件**： - **互斥条件**：某些资源在同一时刻只能由一个进程使用。 - **请求与保持条件**：一个进程在等待新的资源时，已经占有至少一个资源。 - **不可抢占条件**：进程已获得的资源在未完成使用前不能被其他进程强制抢占。 - **循环等待条件**：存在一个进程链，每个进程都在等待链中下一个进程所占有的资源。 2. **死锁的预防与避免**： - **预防死锁**：通过破坏四个必要条件之一来避免死锁，如禁止循环等待或不允许进程在已占有资源的情况下请求新资源。 - **避免死锁**：例如银行家算法，通过预先分配资源的方式确保系统不会进入不安全状态。 3. **死锁的检测与解除**： - **资源剥夺**：撤销某些进程的资源以解除死锁。 - **进程回滚**：让进程回退到某个状态，释放资源，尝试重新执行。 - **资源分配图**：通过资源分配图分析是否存在循环等待，以此检测死锁。 4. **银行家算法**： - 银行家算法是一种避免死锁的方法，它模拟银行贷款的过程，通过预分配策略确保系统安全。 5. **安全性状态**： - **安全状态**：系统能够保证所有进程最终都能完成，即使当前存在等待资源的进程。 - **不安全状态**：存在一种可能的情况，即所有进程都无法完成，即使目前没有死锁。 6. **资源分配策略**： - 不适当的资源分配和进程推进顺序可能导致死锁。 - 有序资源分配策略可以避免循环等待资源的条件，从而防止死锁。 7. **死锁实例分析**： - 当资源数量少于进程所需资源的总和，或者进程按照特定顺序申请资源时，可能发生死锁。 - 在某些情况下，如资源数为4，进程数为3，每个进程需要2个资源，如果每个进程都已获得1个资源，那么系统还有1个资源可以分配，避免死锁。 - 相反，如果资源数为6，进程数为2，每个进程需要4个资源，当每个进程都占有3个资源时，死锁发生，因为没有资源可供分配。 8. **资源分配表**： - 表格通常用于表示系统中各个进程当前占用和请求的资源状况，用于分析死锁的可能性。 理解这些概念和机制对于操作系统的设计和管理至关重要，特别是在多任务环境和分布式系统中，确保系统的稳定性和效率。处理好死锁问题可以提高系统的可靠性和用户体验。