作业五 死锁 笔记
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第五讲死锁概述主讲教师:张新彩3.5 死锁概述3.5.1 死锁的概念3.5.2 产生死锁的原因和必要条件3.5.3 处理死锁的方法3.5.4 预防死锁3.5.1 死锁的概念死锁是指多个进程在运行过程中因争夺资源而造成的一种僵局,若无外力作用,它们都将无法再向前推进。
3.5.2 产生死锁的原因和必要条件1. 产生死锁的原因▪(1)竞争资源•消耗性资源(如:消息)•不可抢占性资源(如:打印机)▪(2)进程推进顺序不当3.5.2 产生死锁的原因和必要条件 P 2Rel(R 1)P 2Rel(R 2)P 2Req(R 1)P 2Req(R 2)P 1Req(R 1)P 1Req(R 2)P 1Rel(R 1)P 1Rel(R 2)①②③④D3.5.2 产生死锁的原因和必要条件2. 产生死锁的必要条件▪(1)互斥条件▪(2)请求与保持条件▪(3)不剥夺条件▪(4)环路等待条件3.5.3 处理死锁的方法处理死锁的方法:•(1)预防死锁•(2)避免死锁•(3)检测死锁•(4)解除死锁3.5.4 预防死锁▪通过设置某些限制条件,破坏导致死锁的四个必要条件之一。
▪“互斥条件”—由资源的性质决定,不可破坏且要保证。
3.5.4 预防死锁1. 破坏“请求和保持”条件▪目标:防止“保持时请求、请求时保持”▪(1)第一种协议•方法:在进程开始运行前,一次性分配给它所需的“全部”资源。
•优点:简单易实现,安全性高。
•缺点:资源浪费;经常发生饥饿现象。
3.5.4 预防死锁1. 破坏“请求和保持”条件(2)第二种协议•方法:允许一个进程只获得运行初期所需的资源后,便开始运行。
进程运行过程中再逐步释放已分配给自己的、且已用毕的全部资源,然后再请求新的所需资源。
•优点:资源利用率高,减少了饥饿现象。
3.5.4 预防死锁2. 破坏“不可抢占”条件▪目标:变不可剥夺为可剥夺▪方法:在进程运行中,若新的资源请求得不到满足,必须释放已占有的所有资源,待以后重新申请。
操作系统学习笔记(七)死锁⼀、资源把需要排他性使⽤的对象称为资源。
资源可以是硬件也可以是软件,⽐如打印机或者数据库中的⼀个加锁记录。
资源可以分为两类:可抢占资源和不可抢占资源。
可抢占资源:可以从拥有它的进程中抢占⽽不产⽣副作⽤。
不可抢占资源:不引起相关的计算失败的情况下,⽆法把它从占有它的进程处抢占过来。
抢占这个词,在进程和线程调度时就提到了这个概念,那时是进程或者线程可以抢占CPU,即抢占式调度。
存储器也可以抢占,如内存换页。
⼀般来说,可抢占资源不会引起死锁,可以在进程间重新分配资源⽽得到解决。
⼆、死锁死锁的概念:如果⼀个进程集合中,每个进程都在等待只能由该集合中其他进程才能引发的事件,那么该进程集合就是死锁的。
死锁并不仅仅发⽣在资源上,资源死锁只是⼀种。
资源死锁的四个必要条件:(1)互斥条件。
每个资源要么已经分配给了⼀个进程,要么就是可⽤的。
(2)占有和等待条件。
已经得到了某个资源的进程可以再请求新的资源。
(3)不可抢占条件。
已经分配给⼀个进程的资源不能被抢占,只能由占有它的进程显式地释放。
(4)环路等待条件。
死锁发⽣时,系统中⼀定有由两个或以上的进程组成的⼀条环路,该环路中的每个进程都在等待着下⼀个进程所占有的资源。
可以⽤⼀个有向图来表⽰资源分配的情况。
⽤圆形节点表⽰进程,⽅形表⽰资源。
从资源节点到进程节点的有向边表⽰该资源被请求、并被进程占⽤。
由进程到资源节点的有向边表⽰进程正在请求该资源,并且因为请求资源⽽导致进程被阻塞,处于等待该资源的状态。
这样,根据环路等待条件,⼀旦在某个时候有向图中出现了两个或两个以上进程组成的环路,就会导致死锁的发⽣。
下图是《现代操作系统》中的⼀个例⼦:现在有三个进程A、B、C,它们需要R、S、T三个资源中的其中两个,具体参见图上⽅的信息。
操作系统可以选取任意⼀个就绪的进程执⾏。
我们可以看到,在第⼀种执⾏顺序中,每个进程都占有了⼀个资源,从⽽在请求第⼆个资源的时候,每个进程都进⼊了阻塞态,最后没有进程可以执⾏。
操作系统死锁处理基础知识全面解析在计算机科学的领域中,操作系统是一个重要的组成部分,负责管理和控制计算机硬件及软件资源。
然而,在多任务处理环境下,操作系统往往面临一个严重的问题,那就是死锁。
本文将对操作系统死锁处理的基础知识进行全面解析。
一、死锁的定义和原因死锁是指两个或多个进程在执行过程中,由于竞争系统资源而造成的一种僵局状态,如果不采取适当的措施,这些进程将无法继续执行下去。
造成死锁的原因主要有以下几个方面:1. 互斥:某些资源只能同时被一个进程访问,即一次只允许一个进程使用。
2. 占有并等待:进程在等待其他进程释放资源的同时,占有自己已获得的资源。
3. 不可抢占:已分配给进程的资源不允许被其他进程抢占,只能由进程自己释放。
4. 循环等待:进程之间形成一种循环等待资源的关系。
二、死锁的预防和避免针对死锁问题,操作系统可以采取一些预防和避免策略,以确保系统的正常运行。
下面分别介绍这两种处理方法:1. 死锁的预防死锁的预防是通过破坏死锁产生的四个必要条件来实现的:(1)破坏互斥条件:允许多个进程同时访问某些资源;(2)破坏占有并等待条件:要求进程在申请资源时不需要保持原有已分配的资源;(3)破坏不可抢占条件:对进程已获得的资源进行抢占,以满足更高优先级的请求;(4)破坏循环等待条件:对系统资源进行排序,按照顺序申请,避免循环等待。
2. 死锁的避免死锁的避免是通过动态地分配资源来避免进程进入死锁状态。
操作系统能够根据系统资源的运行情况,进行资源分配,并利用算法判断是否会导致死锁的发生。
如果判断可能导致死锁,则拒绝分配该资源。
三、死锁的检测和解除除了预防和避免死锁外,操作系统还需要进行死锁的检测与解除。
检测死锁主要有两个方法:资源分配图和银行家算法。
1. 资源分配图资源分配图使用有向图表示系统中的进程和资源之间的关系,根据图中的环路判断是否存在死锁。
如果存在环路,则说明系统处于死锁状态。
2. 银行家算法银行家算法是一种死锁避免的算法,通过判断申请资源的进程是否符合安全序列,以避免死锁的发生。
操作系统死锁知识点什么是死锁?在操作系统中,死锁是指两个或多个进程(线程)因争夺系统资源而陷入无限等待的状态。
这些进程都在等待其他进程释放资源,导致系统无法继续执行下去。
死锁是操作系统中一个重要的概念,我们需要了解死锁的原因、特征以及如何预防和避免死锁的发生。
死锁的原因死锁的发生通常由以下四个必要条件共同导致:1.互斥条件:进程对所分配到的资源进行排他性使用,即一次只能有一个进程使用。
2.请求和保持条件:进程已经保持了至少一个资源,但又提出了新的资源请求,而该资源已被其他进程占有。
3.不剥夺条件:进程已获得的资源在未使用完之前不能强行剥夺,只能自愿释放。
4.循环等待条件:存在一种进程资源的循环等待链,使得每个进程都等待下一个进程所占有的资源。
只要这四个条件同时满足,就有可能引发死锁。
死锁的特征死锁发生时,通常会具有以下特征:1.互斥:被占用的资源一次只能被一个进程使用。
2.占有和等待:进程已经占有了至少一个资源,并且还在等待另一个被其他进程占有的资源。
3.不可剥夺:进程已经获得的资源在未使用完之前不能被其他进程强行剥夺。
4.循环等待:存在一个进程资源的循环等待链。
这些特征的存在表明系统可能陷入死锁状态。
死锁的处理方法为了避免和解决死锁问题,可以采取以下方法:1.死锁预防:通过破坏死锁发生的四个必要条件中的一个或多个来预防死锁的发生。
常见的预防方法包括资源分配策略、资源有序分配策略等。
2.死锁避免:根据进程对资源的需求进行静态或动态的安全性检查,只允许那些不会引发死锁的进程运行。
3.死锁检测与恢复:运行时检测系统中是否存在死锁,并采取措施解除死锁。
常见的方法包括资源分配图算法、银行家算法等。
4.死锁忽略:一些系统可以选择忽略死锁,因为死锁的发生概率很低,解决死锁问题会增加系统开销。
5.死锁的处理策略:当死锁发生时,可以通过剥夺资源、撤销进程等手段来解除死锁。
总结了解操作系统死锁的知识对于程序员和系统开发人员来说非常重要。
处理机调度与死锁笔记3.1处理机调度的层次&调度算法的目标1.调度的实质是什么?处理机调度是对什么资源进行分配?调度的实质:一种资源分配(cpu、内存)调度算法:根据系统资源分配策略制定的资源分配算法。
调度算法的适用:进程调度,作业调度,或者都适用。
调度的实质就是一种个资源的分配,处理机调度就是对处理机资源展开分配。
处理机调度算法就是指根据处理机分配策略所规定的处理机分配算法。
2.处理机调度按层次划分为哪几种调度?各自实现什么功能?高级调度高级调度又称作作业调度或长程调度,主要功能就是根据某种算法,把外存上处为于后备队列中的那些作业调入内存,调度的对象是作业。
低级调度低级调度称为进程调度或短程调度,调度的对象是进程。
低级调度用作同意准备就绪队列中的哪个进程应当赢得处理机,然后再由分派程序执行把处理机分配给该进程的具体操作。
中级调度中级调度又称中程调度(medium-termscheduling)。
导入中级调度的主要目的,就是为了提升内存利用率和系统吞吐量。
为此,增加收入那些暂时无法运转的进程不再挤占宝贵的内存资源,而将它们阳入至外存上去等候,把此时的进程状态称作准备就绪驻外存有状态或挂上状态。
当这些进程轻又具有运转条件、且内存又稍存有空闲时,由中级调度去同意把外存上的哪些又具有运转条件的准备就绪进程,再次调到内存,并修正其状态为准备就绪状态,摆在准备就绪队列上等候进程调度。
中级调度实际上就是存储器管理(第4章)中的重新排列功能。
3.处理机调度算法的共同目标有哪些?提升内存利用率和系统吞吐量4.cpu的利用率如何排序?5.对各种不同类型的系统,处理机调度算法的目标分别是什么?1.面向用户的准则:(1)周转时间长。
(2)响应时间慢。
(3)截止时间的保证。
(4)优先权准则。
相同的系统具备相同的资源分配目标,因而使用的调度算法也相同。
资源分配目标:倾向于满足用户交互还是充分利用计算机资源,吞吐量/响应时间/周转时间/优先权/公平性…2.面向系统的准则(1)系统吞吐量低。
操作系统第五次作业死锁1.什么是移臂调度?什么是旋转调度?移臂调度:在满足一个磁盘请求时,总是选取与当前移动臂前进方向上最近的那个请求,使移臂距离最短。
选装调度:在满足一个磁盘请求时,总是选取与当前读写头旋转方向上最近的那个请求,使旋转圈数最少。
各5分2.假设一个可移动磁头的磁盘具有 200个磁道,其编号为0~199,当它刚刚结束了 125道的存取后,现正在处理143道的服务请求,假设系统当前的请求序列以请求的先后次序排列如下: 86、147、91、177、150、102、175、130。
试问对以下几种磁盘IO请求调度算法而言,满足以上请求序列,磁头将分别如何移动?(1)先来先服务算法(FCFS)(2)最短寻道时间优先调度(SSTF)(3)扫描算法(SCAN)(4)循环扫描算法(CSCAN)先后顺序依次为:1)FCFS:143、86、147、91、177、150、102、175、130;(2)SSTF:143、147、150、130、102、94、91、86、175、177;(3)SCAN:143、147、150、175、177、130、102、94、91、86;(4)C-SCAN:143、147、150、175、177、86、91、94、102、130。
3.3个进程共享4个同类资源,这些资源的分配与释放只能一次一个,已知每一进程最多需要两个资源,试问该系统会发生死锁吗?为什么?该系统不会发生死锁。
因为最坏情况是每个进程都占有一个资源,申请第二个资源,而此时系统中还剩一个资源,不管这个资源分给哪个进程,都能满足它的资源要求,因此它能在有限时间内运行结束而释放它所占有的两个资源,这两个资源又可以分配给另外两个进程,使它们能够运行结束,所以系统不会发生死锁。
4.下图表示一带闸门的运河,其上有两架吊桥,吊桥坐落在一条公路上,为使该公路避开一块沼泽地而其横跨运河两次。
运河和公路的交通都是单方向的,运河的基本运输由驳船担负。
作业五-死锁
选择
1.通常不采用( )方法来解除死锁
从非死锁进程处抢夺资源、终止死锁所有进程
解除死锁的方法有两个,①剥夺资源:从其它进程剥夺足够数量的资源给死锁进程,但一般是从其它死锁进程处抢夺资源,而不是从非死锁进程处抢夺资源,这样有可能会造成新的死锁。
②撤消进程:一种终止全部死锁进程,另一种按某种规则逐个终止死锁进程。
2.计算机系统产生死锁的根本原因是( 资源有限和进程推进顺序不当 )
死锁是指两个以上进程相互都要求对方已经占有的资源而相互等待,导致无法继续运行下去的现象。
产生死锁的原因是竞争资源及进程推进顺序非法。
当系统中有多个进程所共享的资源,不足以同时满足他们的要求时,引起它们对资源的竞争就会导致死锁。
进程在运行过程中,请求和释放资源的顺序不当,即进程推进顺序非法导致死锁。
3.若系统中有五台绘图仪,有多个进程均需要使用两台,规定每个进程一次仅允许申请一台,则至多允许( )个进程参于竞争,而不会发生死锁.
虽然进程在运行过程中,可能发生死锁,但死锁的发生也必须具备一定的条件,死锁的发生必须具备以下四个必要条件。
1 )互斥条件:指进程对所分配到的资源进行排它性使用,即在一段时间内某资源只由一个进程占用。
如果此时还有其它进程请求资源,则请求者只能等待,直至占有资源的进程用毕释放。
2 )请求和保持条件:指进程已经保持至少一个资源,但又提出了新的资源请求,而该资源已被其它进程占有,此时请求进程阻塞,但又对自己已获得的其它资源保持不放。
3 )不剥夺条件:指进程已获得的资源,在未使用完之前,不能被剥夺,只能在使用完时由自己释放。
4 )环路等待条件:指在发生死锁时,必然存在一个进程——资源的环形链,即进程集合{P0,P1,P2,···,Pn}中的P0正在等待一个P1占用的资源;P1正在等待P2占用的资源,……,Pn正在等待已被P0占用的资源。
因此为了避免发生死锁,则不能生成此资源的环形链,则4个进程是极限了。
4.产生系统死锁的原因可能是由于(多个进程竞争,资源出现了循环等待 ).
5.产生死锁的主要原因是进程运行推进的顺序不合适以及(资源分配不当和系统资源不足)
6.死锁预防是保证系统不进入死锁状态的静态策略,其解决方法是破坏产生死锁的四个必要条件之一。
下列方法中破坏了“循环等待”条件的是( 资源有序分配策略 )
[解析] 循环等待是死锁的一个条件,一个确保此条件不成立的方法是对所有的资源类型进行完全排序,且要求每个进程按递增顺序来申请资源。
7.避免死锁的一个著名的算法是( 银行家算法 )
判断
1.由于资源数少于进程对资源的需求数,因而产生资源的竞争,所以这种资源的竞争必然会引起死锁。
错误,资源竞争是引起死锁的根本原因,但是并非必然引起死锁,而是在操作不当的情况可能引起死锁。
2.若系统中并发运行的进程和资源之间满足互斥使用、保持和等待、非剥夺性和循环等待,则可判定系统中发生了死锁。
错误,注意进程和资源之间满足互斥使用、占有等待、非剥夺性和循环等待这4个条件,它们是死锁发生的必要条件,而不是充分条件,因此该说法是错误的
3.环路既是死锁的必要条件,又是死锁的充分条件。
错误,因为,环路条件等四个条件只是死锁的必要条件,不是死锁的充分条件。
4.死锁是指因相互竞争资源使得系统中有多个阻塞进程的情况。
(错误)死锁是指因相互竞争资源并且各进程推进不当使得系统中有多个阻塞进程相互等待的情况
选出不正确的两条叙述(BE)。
A、死锁是指因相互竞争资源使得系统中有多个阻塞进程的情况;
B、若系统中并发运行的进程和资源之间满足互斥条件、占有且申请、不可抢占和环路条件,
则可判定系统中发生了死锁;
C、在对付死锁的策略中,解除死锁通常都是和检测死锁配套使用;
D、产生死锁的原因可归结为竞争资源和进程推进顺序不当;
E、在死锁的解决方法中,由于避免死锁采用静态分配资源策略,所以对资源的利用率不高
5.有m个进程的操作系统出现死锁时, 死锁进程的个数为1<k≤m。
(正确)
6.产生死锁的根本原因是供使用的资源数少于需求资源的进程数。
(正确)
7.死锁是指两个或多个进程都处于互等状态而无法继续工作.(正确)
8.系统处于不安全状态不一定是死锁状态。
(正确)
9.系统发生死锁时,其资源分配图中必然存在环路。
因此,如果资源分配图中存在环路,则系统一定出现死锁。
(错误),存在环路可能发生死锁。
系统发生死锁时,其资源分配图中必然存在环路,然而,资源分配图中存在环路,系统中不一定出现死锁。
10.产生死锁的原因可归结为竞争资源和进程推进顺序不当.(正确)
简答题。