計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)(大學(xué)課程)第三章(編輯修改稿)
2024-11-14 20:15 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （單隊(duì)列） ? 低效性；（需拷貝現(xiàn)場(chǎng)） ? 線程切換頻繁（當(dāng)線程合作時(shí) ,各線程并行的條件不容易滿足） ?優(yōu)點(diǎn)： （ 1）對(duì)相互合作的進(jìn)（線）程組調(diào)度，可以減小切換，減小系統(tǒng)開銷。 （ 2）每次分配一組 CPU，減少了調(diào)度頻率。 ?分配時(shí)間 （ 1）面向程序 （ 2）面向線程：使處理機(jī)利用率更高。 應(yīng)用程序A 應(yīng)用程序 B Cpu1 線程 1 線程 1 Cpu2 線程 2 空閑 Cpu3 線程 3 空閑 Cpu4 線程 4 空閑 時(shí)間 1/2 1/2 浪費(fèi) % 應(yīng)用程序A 應(yīng)用程序 B Cpu1 線程 1 線程 1 Cpu2 線程 2 空閑 Cpu3 線程 3 空閑 Cpu4 線程 4 空閑 時(shí)間 4/5 1/5 浪費(fèi) 15% ?引入：多處理機(jī)系統(tǒng)，每個(gè)處理已不再屬寶貴資源。 ?特點(diǎn)：每個(gè)進(jìn)（線）程專用處理機(jī)，使其切換小，提高效率。 ?主要用于大型計(jì)算，實(shí)時(shí)系統(tǒng) ?例 考慮 5個(gè)進(jìn)程 P1,P2,P3,P4,P5,見表 先度越小 ,優(yōu)先級(jí)越高 .試描述在采用下述幾種調(diào)度算法時(shí)各個(gè)進(jìn)程的運(yùn)行過程 .并計(jì)算采用每種算法時(shí)的進(jìn)程平均周轉(zhuǎn)時(shí)間 .假設(shè)忽略進(jìn)程的調(diào)度時(shí)間 . 先來先服務(wù)調(diào)度算法 時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法 (時(shí)間片為 1ms) 非剝奪式 SJF調(diào)度算法 剝奪式優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法 表 1 進(jìn)程 創(chuàng)建時(shí)間 運(yùn)行時(shí)間 (ms) 優(yōu)先級(jí) P1 0 3 3 P2 2 6 5 P3 4 4 1 P4 6 5 2 P5 8 2 4 解 : (1) FCFS調(diào)度算法 ,進(jìn)程的運(yùn)行過程如圖所示 : (2) 時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法 ,進(jìn)程的運(yùn)行情況如圖所示 : 0~1:p1 1~2:p2p1 2~3:p1p2 3~4:p3p2p1 4~5:p3p2 5~6:p4p2p3 6~7:p3p4p2 7~8:p5p2p3p4 8~9:p4p5p2p3 (3) 非剝奪式 SJF調(diào)度算法 ,進(jìn)程的運(yùn)行情況如圖所示 : (4) 剝奪式優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法 ,進(jìn)程的運(yùn)行情況如圖所示 : 表 2 進(jìn)程的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間 算法 進(jìn)程名 創(chuàng)建時(shí)間 結(jié)束時(shí)間 周轉(zhuǎn)時(shí)間 平均周轉(zhuǎn)時(shí)間 (ms) FCFS P1 0 3 3 (3+7+9+12+12)/5= P2 2 9 7 P3 4 13 9 P4 6 18 12 P5 8 20 12 RR P1 0 4 4 (4+16+13+14+7)/5= P2 2 18 16 P3 4 17 13 P4 6 20 14 P5 8 15 7 非剝奪 式優(yōu)先 級(jí) P1 0 3 3 (3+7+9+12+12)/5= P2 2 9 7 P3 4 13 9 P4 6 18 12 P5 8 20 12 剝奪式 優(yōu)先級(jí) P1 0 3 3 (3+18+4+7+7)/5= P2 2 20 18 P3 4 8 4 P4 6 13 7 P5 8 15 7 ?。 ?一、競(jìng)爭(zhēng)資源引起死鎖。 ? 1．可剝奪（ CPU、內(nèi)存，）和非剝奪性（打印機(jī)，磁帶機(jī)）資源 ? 2．競(jìng)爭(zhēng)非剝奪性資源 —— 可造成死鎖 p1 p2 R1 R2 ?3．競(jìng)爭(zhēng)臨時(shí)性資源 ? 臨時(shí)性資源是指由一個(gè)進(jìn)程產(chǎn)生，被另一個(gè)進(jìn)程使用一段時(shí)間后便無用的資源。 二、進(jìn)程推進(jìn)順序不當(dāng)引起死鎖。 2 1 3 D P2Req(R2) P2Req(R1) P1Req(R1) P1Req(R2) P2Rel(R2) P2Rel(R1) P1Rel(R1) P1Rel(R2) 4 產(chǎn)生死鎖的必要條件 ?1．互斥條件（資源的臨界性） ?2．請(qǐng)求和保持條件 ?3．不剝奪條件 ?4．環(huán)路等待 ?1．預(yù)防；破壞 4個(gè)條件之一：有效，使資源利用率低。 ?2．避免：防止進(jìn)入不安全態(tài)。 ?3．檢測(cè)：檢測(cè)到死鎖再清除。 ?4．解除：與 “ 檢 ” 配套。 死鎖預(yù)防和避免 ? 死鎖預(yù)防 ? 一、互斥條件是資源固有屬性，不能避免。 ? 二、摒棄請(qǐng)求和保持條件 全分配，全釋放（ AND） 缺點(diǎn)：（ 1）延遲進(jìn)程運(yùn)行 （ 2）資源嚴(yán)重浪費(fèi) ? 三、摒棄 “ 不剝奪 ” 條件 增加系統(tǒng)開銷，且進(jìn)程前段工作可能失效。 死鎖預(yù)防和避免 ? 死鎖預(yù)防 四、摒棄 “ 環(huán)路 ” 條件 有序資源分配法：為資源編號(hào)，申請(qǐng)時(shí)需按編號(hào)進(jìn)行。 缺點(diǎn)： （ 1）新增資源不便，（原序號(hào)已排定） （ 2）用戶不自由 （ 3）資源與進(jìn)程使用順序不同造成浪費(fèi) 避免死鎖 ?方法 ： （ 1）系統(tǒng)的狀態(tài)：安全和不安全 （ 2）進(jìn)程動(dòng)態(tài)地申請(qǐng)資源，系統(tǒng)對(duì)
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