操作系统十大算法之死锁检测算法

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死锁检测算法(操作系统)

死锁检测算法(操作系统)

死锁检测算法(操作系统)死锁检测算法(操作系统)1.引言在多进程/线程的操作系统中,死锁是一种非常常见的问题。

当多个进程或线程彼此持有对方需要的资源,并且又无法释放自己持有的资源时,就会发生死锁。

死锁会导致系统陷入无法继续执行的状态,严重影响系统的可用性和性能。

因此,设计有效的死锁检测算法是操作系统的重要任务之一。

2.死锁概述死锁是指系统中的若干进程或线程因为竞争有限资源而陷入无限等待的状态。

死锁通常具有以下四个必要条件:●互斥条件:每个资源同时只能被一个进程或线程持有;●占有并等待:进程或线程至少占有一个资源,并且正在等待获取其他进程或线程占有的资源;●不可抢占:资源只能由占有者自愿释放,不能被其他进程或线程抢占;●循环等待:存在一个进程或线程的等待链,使得环路形成。

3.死锁检测算法分类为了检测死锁,操作系统可以采用以下两种常见的死锁检测算法:3.1 鸽巢原理算法它的基本思想是假定系统中没有死锁,并通过不断监测系统的资源分配状态来验证这种假设。

当检测到系统的资源分配状态将导致无法满足至少一个进程或线程的资源申请时,就表明可能发生了死锁。

3.2 资源分配图算法资源分配图算法使用有向图来描述系统中的进程或线程和资源之间的关系。

该算法通过检测资源分配图中是否存在环路来判断是否发生死锁。

如果存在环路,则表示发生了死锁。

4.鸽巢原理算法详解鸽巢原理算法的实现步骤如下:1) 初始化:将系统中所有进程或线程标记为未访问状态。

2) 模拟资源分配过程:按照系统当前的资源分配状态,模拟进程或线程请求和释放资源的过程。

3) 检查系统状态:检查系统当前的资源分配状态是否能够满足所有进程或线程的资源需求。

如果不能,则有可能发生死锁。

4) 恢复系统状态:根据资源的请求和释放情况,恢复系统的资源分配状态。

5) 重复步骤2至步骤4,直到确认系统无死锁。

5.资源分配图算法详解资源分配图算法的实现步骤如下:1) 初始化:根据系统中的进程或线程和资源,构建初始的资源分配图,包括进程或线程节点和资源节点。

操作系统十大算法具体内容

操作系统十大算法具体内容

操作系统十大算法具体内容操作系统是计算机系统的核心组成部分,主要负责管理计算机的硬件资源和提供各种系统服务。

操作系统算法是操作系统实现各种功能和服务的基础,包括进程调度、内存管理、文件系统等方面。

下面将介绍操作系统中的十大算法,以及它们在操作系统中的具体内容:1.进程调度算法进程调度算法决定了操作系统如何选择就绪队列中的进程分配处理机资源。

常见的进程调度算法包括先来先服务调度算法(FCFS)、最短作业优先调度算法(SJF)、轮转调度算法(RR)等。

这些算法基于进程的优先级、执行时间、资源需求等考虑,来决定选择哪个进程获得处理机资源。

2.内存管理算法内存管理算法决定了如何有效地分配和回收内存资源。

常见的内存管理算法包括固定分区算法、动态分区算法和虚拟内存管理算法等。

这些算法根据进程的内存需求和空闲内存空间的情况,来决定如何分配和回收内存资源。

3.页面置换算法页面置换算法是一种在虚拟内存管理中使用的算法,用于将进程的页面从磁盘中换入内存,并选择合适的页面进行置换。

常见的页面置换算法有最佳置换算法(OPT)、先进先出置换算法(FIFO)、最近最少使用置换算法(LRU)等。

这些算法根据页面的访问情况和页面的驻留时间来决定选择哪个页面进行置换。

4.文件管理算法文件管理算法决定了如何组织和管理文件系统中的文件。

常见的文件管理算法有顺序文件组织算法、索引文件组织算法、哈希文件组织算法等。

这些算法根据文件的访问特点和性能需求,来决定如何组织和管理文件数据。

5.磁盘调度算法磁盘调度算法决定了操作系统如何调度磁盘上的IO请求,以提高磁盘的访问效率。

常见的磁盘调度算法有先来先服务调度算法(FCFS)、最短寻半径优先调度算法(SSTF)、扫描调度算法(SCAN)等。

这些算法根据磁盘的寻道距离和IO请求的到达时间等因素,来决定选择哪个IO请求进行调度。

6.死锁检测和解决算法死锁是指多个进程因为互相等待而无法继续执行的情况。

判断死锁的方法

判断死锁的方法

判断死锁的方法
死锁是一种多线程并发编程中常见的问题,指两个或多个线程在等待对方释放资源的状态,导致程序无法继续执行。

判断死锁的方法可以分为以下几种:
1. 观察程序的运行状况:如果发现程序长时间不响应或者停止了运行,很可能是死锁了。

可以使用任务管理器查看程序是否处于等待状态。

2. 分析程序的代码:通过分析程序的代码,查看是否存在两个或多个线程互相等待对方释放资源的情况。

例如,两个线程同时请求同一个锁,但是又互相等待对方释放锁。

3. 使用工具来检测死锁:各种编程语言和操作系统都提供了一些工具来检测死锁。

例如,在Java中可以使用jstack命令来查看线程状态,如果发现多个线程处于BLOCKED状态,就有可能是死锁了。

4. 使用算法分析死锁:死锁可以看作是一个图,其中线程是节点,资源是边。

可以使用图论算法来分析死锁,找出造成死锁的原因。

无论是哪种方法,都需要有一定的经验和技巧。

在编写多线程程序的时候,需要特别注意避免死锁的出现。

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操作系统中的死锁问题及解决方法讨论

操作系统中的死锁问题及解决方法讨论

操作系统中的死锁问题及解决方法讨论在计算机科学中,死锁是指两个或多个进程互相等待对方释放资源,从而导致它们都无法继续执行的情况。

死锁是多道程序系统中常见的问题,如果不及时解决,会导致系统资源占用不当,影响系统的稳定性和性能。

死锁通常发生在进程之间相互竞争有限的资源时,例如内存、文件、网络连接等。

当一个进程持有一些资源并等待另一个进程持有的资源时,就可能发生死锁。

为了避免死锁问题,操作系统设计者提出了多种解决方法:1. 预防死锁:通过合理地设计系统资源分配算法,尽量避免进程发生死锁。

例如,可以使用银行家算法来保证资源请求序列是安全的,从而避免死锁的发生。

2. 避免死锁:在资源分配之前,系统可以根据当前的资源状态来判断是否分配资源会导致死锁,如果是,则不分配资源。

常用的避免死锁算法有资源分配图算法和银行家算法。

3. 检测死锁:系统可以周期性地检测系统中是否存在死锁情况,一旦检测到死锁,就采取相应的措施进行恢复。

常用的检测死锁算法有图论算法、银行家算法等。

4. 解除死锁:一旦系统检测到死锁的存在,就需要解除死锁。

解除死锁的常用方法包括资源剥夺和进程终止。

资源剥夺是指系统剥夺一些进程的资源,以解除死锁;进程终止是指系统终止一些进程,以释放资源。

死锁问题是操作系统中一个重要且常见的问题,在设计和使用操作系统时,需要重视死锁问题并采取相应的预防和解决措施。

合理地设计系统资源分配策略、优化进程调度算法、定期检测死锁情况等都可以帮助系统避免死锁,提高系统的可靠性和稳定性。

操作系统的死锁问题及解决方法一直是计算机科学领域的研究热点,希望未来能够提出更加有效的死锁预防和解决方案,为操作系统的稳定性和性能提供更好的保障。

数据库中死锁的检测与解决方法

数据库中死锁的检测与解决方法

数据库中死锁的检测与解决方法死锁是数据库中常见的并发控制问题,指的是两个或多个事务在互相等待对方释放资源或锁的状态,导致所有事务无法继续执行的情况。

数据库中的死锁会导致资源浪费、系统性能下降甚至系统崩溃。

因此,死锁的检测与解决方法是数据库管理中非常重要的一环。

1. 死锁的检测方法死锁的检测旨在及时发现死锁并采取措施进行解决。

以下是几种常见的死锁检测方法。

1.1 死锁检测图算法死锁检测图算法是通过构建资源分配图以及等待图来检测死锁。

资源分配图以资源为节点,以事务与资源之间的分配关系为边;等待图以事务为节点,以事务之间等待请求关系为边。

如果存在一个循环等待的环,那么就可以判断系统中存在死锁。

可以采用深度优先搜索或广度优先搜索的算法遍历图,查找是否存在环。

1.2 超时监控方法超时监控方法是通过设定一个时间阈值,在事务等待资源的过程中进行计时。

如果某个事务等待资源的时间超过阈值,系统将判断该事务可能存在死锁,并采取相应的措施解锁资源。

1.3 等待图算法等待图算法是通过分析等待图来检测死锁。

等待图的构建是以事务为节点,以资源之间的竞争关系为边。

如果图中存在一个有向环,那么就可以判断系统中存在死锁。

2. 死锁的解决方法一旦死锁被检测到,必须采取措施加以解决。

以下是几种常见的死锁解决方法。

2.1 死锁剥夺死锁剥夺是通过终止一个或多个死锁事务来解决死锁。

首先需要选择一个死锁事务,然后终止该死锁事务并释放其所占用的资源。

这种方法会造成一些事务的回滚,需要谨慎操作。

2.2 死锁预防死锁预防是通过对资源的分配与释放进行约束,从而避免死锁的发生。

例如,可以采用事务串行化,即每次只允许一个事务执行;或者采用事务超时,即设定一个时间阈值,如果事务等待时间超过阈值,则自动结束事务。

2.3 死锁检测与恢复死锁检测与恢复是在发生死锁后,通过死锁检测算法找到死锁并进行恢复。

方法可以是终止一个或多个死锁事务,也可以是通过资源抢占来解除死锁。

操作系统中的死锁检测

操作系统中的死锁检测

死锁的检测【 4 】 . 关于 j a v a多线程程序 中的死锁检测, 无 论是静态
方 法【 5 ' 6 】 还是 动态方法[ 7 , 8 1 ,过去都 已经做 过大量研 究.
而且 目前 已经有 比较成熟 的工具可 以直接检查 i a v a 程
序 中的死锁,如 i s t a c k 、 l o c k s t a t 等.由于操作系统代码
l 引言
为了充分发挥 c p u 多核的性能, 并发程序设计 已 经十分广 泛,但是开 发并 发程序面 临很 多挑 战,死锁 就是其 中的一 个. 在设备驱 动错 误 中有 1 9 %的错误是
由于并 发导致 的【 l J ,在 这些并发 错误 中 7 2 %( 6 7 / 9 3 )  ̄

图 2描述 了本文采用的获得锁 持有者算法: ( 1 )当进程加锁的时候, 将 i a , l o c kt y pe ,r e s o u r c e
_ —
图1 描述 了本文采用 的死锁检测算法 : ( 1 )每 隔一 定时间( s e a r c hc y c l e指 定) 检 查锁 持有
计 算 机 系 统 应 用
部分介绍如何获 得锁 的等待 者. 第 5部分根据第 3 、4 部分的结果判 断是否形成循环等待 图. 第 6部分是实 验 结果.第 7部分将对论文进行总结.
任何源程序和库 函数. s y s t e mt a p既可 以在 函数 的入 口处进行探测, 也可 以在 函数 的出 口处进行探测.若在加锁 函数 退出的地 方进行 探测,那 么就可 以获得锁 的持有者信 息,因为 只有成功获得锁,进程( 本论文对线程与进程不区分对 待) 才能从加锁 函数中退 出,否则便处于等待状态 . 为 了 唯一 标 识 进 程 加 锁 和 解 锁 操 作 ,使 用 由进 程 号 ( p 、锁类型( 1 o c kt y p e ) 、资源地址( r e s o u r c ea d d r ) 组

操作系统原理-第四章 处理机调度(有答案)

操作系统原理-第四章  处理机调度(有答案)

第四章处理机调度4.3 习题4.3.1 选择最合适的答案1.某系统采用了银行家算法,则下列叙述正确的是()。

A.系统处于不安全状态时一定会发生死锁B.系统处于不安全状态时可能会发生死锁C.系统处于安全状态时可能会发生死锁D.系统处于安全状态时一定会发生死锁2.银行家算法中的数据结构包括有可利用资源向量Available、最大需求矩阵Max、分配矩阵Allocation、需求矩阵Need,下列选项正确的是()。

A.Max[i,j]=Allocation[i,j]+Need[i,j]B.Need[i,j]= Allocation[i,j]+ Max[i,j]C.Max[i,j]= Available[i,j]+Need[i,j]D.Need[i,j]= Available[i,j]+ Max[i,j]3.下列进程调度算法中,()可能会出现进程长期得不到调度的情况。

A.非抢占式静态优先权法B.抢占式静态优先权法C.时间片轮转调度算法D.非抢占式动态优先权法4.在下列选项中,属于预防死锁的方法是()。

A.剥夺资源法B.资源分配图简化法C.资源随意分配D.银行家算法5.在下列选项中,属于检测死锁的方法是()。

A.银行家算法B.消进程法C.资源静态分配法D.资源分配图简化法6.在下列选项中,属于解除死锁的方法是()。

A.剥夺资源法 B.资源分配图简化法C.银行家算法 D.资源静态分配法7.为了照顾紧迫型作业,应采用()。

A.先来服务调度算法B.短作业优先调度算法C.时间片轮转调度算法D.优先权调度算法8.在采用动态优先权的优先权调度算法中,如果所有进程都具有相同优先权初值,则此时的优先权调度算法实际上和()相同。

A.先来先服务调度算法B.短作业优先调度算法C.时间片轮转调度算法D.长作业优先调度算法9.作业从后备作业到被调度程序选中的时间称为()。

A.周转时间B.响应时间C.等待调度时间D.运行时间10.资源静态分配法可以预防死锁的发生,它们使死锁四个条件中的()不成立。

程序中死锁检测的方法和工具

程序中死锁检测的方法和工具

程序中死锁检测的方法和工具翟宇鹏;程雪梅【摘要】死锁一直都是并发系统中最重要的问题之一,对死锁检测的研究一直都在不断地进行着.模型检测方法是一种重要的自动验证技术,越来越多地被用在验证软硬件设计是否规范的工作中.针对死锁检测的问题进行综述,统计已有的死锁检测方法的文献资料并给出统计结果.然后对搜集出来的文献进行分析,介绍许多动态以及静态的死锁检测方法.最后介绍两种常用的模型检测工具,提出使用模型检测工具进行死锁检测的思路与方法,并证实这种方法的可行性.【期刊名称】《现代计算机(专业版)》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】5页(P41-44,53)【关键词】死锁检测;模型检测;文献计量分析【作者】翟宇鹏;程雪梅【作者单位】四川大学计算机学院,成都610065;四川大学计算机学院,成都610065【正文语种】中文随着计算机行业的不断发展,软件规模和复杂度也在不断扩大,软件故障已成为计算机系统出错和崩溃的主要因素。

死锁[1]是分布式系统以及集成式系统中的最重要的问题之一,也是影响软件安全的主要因素。

死锁会导致程序无法正常运行或终止,甚至导致系统崩溃,带来不必要的损失。

同时,死锁的运行状态空间过大,难于重现和修正等问题使其成为软件领域的难题之一,因此,如何有效地检测死锁,提高软件的可靠性和安全性,成为急需解决的问题。

本文针对10年内国内外各知名数据库中与死锁检测以及模型检测相关的论文进行查询、筛选、分类、比较、整理等,然后对整理好的论文进行总结,分析出死锁检测的方法并进行罗列比较,以及模型检测的工具以及方法,从而再将二者结合,找出模型检测工具在死锁检测里的应用。

对搜索出来的412篇论文的不同方向进行了计量分析,并对统计的数据进行了描述,以及通过计量分析来找出这方面研究领域的热点。

因为近10年的论文更能体现出研究的正确方向,所以对于论文时间进行分析,得知最近10年每年论文发表量随着时间在平缓地增多,可知对于这方面问题的研究总体保持在增长的状态。

判断死锁的公式(一)

判断死锁的公式(一)

判断死锁的公式(一)判断死锁的公式在计算机科学领域,死锁是指多个进程或线程因争夺系统资源而产生的一种阻塞现象,导致系统无法前进。

为了判断是否发生死锁,提出了一些公式和算法。

下面列举了几个常用的判断死锁的公式:1. 死锁必要条件死锁的发生需要满足以下四个条件: - 互斥条件:每个资源只能同时被一个进程或线程占用。

- 占有和等待条件:已经获得资源的进程可以等待其他资源,同时阻塞其他进程对已获得资源的访问。

- 不可抢占条件:已分配给进程的资源不能被强制性地抢占,只能由占有资源的进程释放。

- 循环等待条件:存在一个进程资源的循环等待链,每个进程都在等待下一个进程所占有的资源。

如果以上四个条件同时满足,就有可能发生死锁。

2. 死锁检测算法死锁检测算法可以根据系统资源的状态来判断是否发生死锁。

其中最著名的算法是银行家算法(Banker’s algorithm),其公式如下:Available: 各资源的可用数量Max: 各进程对各资源的最大需求Allocation: 各进程已分配到的资源数量Need = Max - Allocation: 各进程尚需的资源数量Work = AvailableFinish[i] = false,对所有进程i初始化为falsewhile (存在一个未标记完成的进程P){if (Need[P] <= Work){Work += Allocation[P]Finish[P] = true}P = 下一个未标记完成的进程}该算法通过判断系统是否存在一个安全序列来确定是否发生死锁。

3. 死锁预防公式死锁预防是在系统设计阶段采取措施,避免死锁的发生。

其中一个常用的公式是银行家公式(Banker’s formula),用于计算进程对资源的最大需求量。

公式如下:Need[i, j] = Max[i, j] - Allocation[i, j]其中,Need[i, j]表示进程i对资源j的最大需求量,Max[i, j]表示进程i对资源j的最大需求量,Allocation[i, j]表示进程i已分配到的资源j的数量。

操作系统之银行家算法检测死锁

操作系统之银行家算法检测死锁

操作系统实验利用银行家算法避免死锁实验报告一、实验题目:利用银行家算法避免死锁二、实验内容:编程实现银行家算法,要求能够输入资源数和作业数,输出进程的安全状况。

若进程安全,输出安全序列。

三、实验目的:通过实验加强对银行家算法避免死锁的理解和掌握。

四、实验过程:1、基本思想:银行家算法的基本思想是分配资源之前,判断系统是否是安全的;若是,才分配。

详细如下:设进程i提出请求Request [j],则银行家算法按如下规则进行判断。

(1)如果Request [i][j]<= Need[i][j],则转(2);否则出错。

(2)如果Request [i] [j]<= Available[j],则转(3);否则出错。

(3)系统试分配资源,修改相关数据:Available[j]=Available[j]-Request[i][j];Allocation[i][j]=Allocation[j]+Request[i][j];(4)系统执行安全性检查,如安全,则分配成立;否则试分配作废,系统恢复原状,进程等待。

安全性检查算法(1)设置两个工作向量Work=Available;Finish[i]=false(2)从进程集合中找到一个满足下述条件的进程,Finish==false;Need<=Work;如找到,执行(3);否则,执行(4)(3)设进程获得资源,可顺利执行,直至完成,从而释放资源。

Work+=Allocation Finish=true;GOTO step2(4)如所有的进程Finish= true,则表示安全;否则系统不安全。

2、主要数据结构:(1)可利用资源向量Available。

定义为一个一元数组,Available[j]=K表示系统中有j类资源K个。

(2)最大需求Max。

定义为一个n*m的矩阵,Max[i][j]=K表示进程i需要j资源的最大数目为K个。

(3)分配矩阵Allocation。

数据库事务管理中的死锁检测与解决方法

数据库事务管理中的死锁检测与解决方法

数据库事务管理中的死锁检测与解决方法死锁是在多并发环境下,当两个或多个事务互相等待对方释放资源时变成无限等待状态的情况。

死锁会导致系统资源浪费,同时也会影响系统的性能和可用性。

在数据库事务管理中,死锁的发生是常见的,因此采取适当的死锁检测与解决方法是至关重要的。

1. 死锁检测方法1.1 死锁定位在死锁检测之前,首先需确定是否存在死锁。

一种常用的方法是通过等待图(Wait-for Graph)来检测死锁。

等待图是用来表示多个事务之间资源的竞争关系,当等待图中存在环路时,就意味着存在死锁。

1.2 系统资源监控监控数据库系统的资源使用情况,包括锁、事务等。

通过定期获取数据库系统的资源信息,可以发现死锁的发生情况。

1.3 死锁检测算法常见的死锁检测算法有:图算法、等待-图算法、死锁定时调度算法等。

其中图算法和等待-图算法较为常用,可以通过构建资源使用和等待的有向图来检测死锁。

2. 死锁解决方法2.1 死锁避免死锁避免是通过合理地预防死锁的发生,使得系统在运行时避免出现死锁。

这种方法主要基于资源请求和资源释放的顺序,通过对事务的资源请求进行动态分配和回收,避免死锁的发生。

常见的死锁避免算法有银行家算法和证据排斥检验算法。

2.2 死锁检测与解除如果死锁的避免方法不能满足需求,系统可能还是会发生死锁。

这时需要采取死锁检测和解除的方法。

常见的解除死锁的方式有回滚事务和剥夺资源。

回滚事务是指撤销某个或某些事务的执行,放弃已经占有的资源,以解除死锁。

而资源剥夺是指系统强制终止某个事务,然后再释放其所占有的资源,以解除死锁。

2.3 死锁超时处理死锁超时处理是通过设置一个死锁最大等待时间来处理死锁。

当一个事务遇到死锁时,如果等待超过设定的时间仍未解锁,系统会检测到死锁,并按照事先设定的处理方式来解锁。

3. 实践建议3.1 合理设计操作顺序在设计数据库应用时,应该尽量避免事务之间出现循环等待的情况。

在对资源进行请求时,需要明确资源请求的顺序,避免出现互相等待资源的情况。

操作系统中的死锁问题

操作系统中的死锁问题

操作系统中的死锁问题死锁是指在并发的程序执行中,两个或多个进程因竞争资源而陷入等待对方已经占用的资源,使得所有的进程无法继续执行的一种情况。

死锁是计算机科学中一个重要的问题,尤其在多任务处理、多线程处理或分布式系统中更为常见。

死锁发生时,系统的处理能力就会下降,甚至会导致系统崩溃。

因此,了解死锁的发生及避免方法,对保证系统的稳定、正确运作是极为重要的。

操作系统中的死锁问题源于进程对有限的系统资源竞争,如果多个进程对特定的资源互相竞争并等待对方先释放这些资源,便有可能引起死锁事件:如下图所示有两个进程A和B,需要互相占用对方已经占用的资源:1. A进程获得资源a,等待B进程释放资源b;2. B进程获得资源b,等待A进程释放资源a。

当A和B进程都处于等待状态时,称为死锁状态。

操作系统中的死锁问题一般由以下四个必要条件组成:1. 互斥条件:进程对资源的访问具有排他性,即一次只能有一个进程访问;2. 请求与保持条件:进程至少会持有别的资源,而请求新的资源,从而形成保持一定资源的状态;3. 不剥夺条件:已经分配给进程的资源不能强制性地回收;4. 环路等待条件:进程互相等待对方所持有的资源。

要解决或避免死锁问题,有以下三种方法:1. 资源分配策略:这是最基础的一种方法,可通过合理的资源分配策略防止死锁的发生或降低死锁的可能性。

即以某种规定的顺序,分配在某个时间段内所需要的全部资源,并约定在遇到请求时,如果资源不可用,则请求者必须释放已经占用的资源,若所有进程严格按照此顺序请求资源,则死锁不会发生。

但是这种方法需要对资源使用的情况作出严格约定,过于依赖于用户的遵守程度。

2. 银行家算法:银行家算法是操作系统中实现资源分配的一种途径,它不仅可以银行家预测和控制金融市场的走向,也可以预测和控制资源的分配和任务的调度,从而减少死锁的产生。

在这种方案中,操作系统会预先计算出每个进程的最大需求资源数及其已占用的资源,以此来实现一个限制性的资源分配机制。

实验二:死锁的检测和预防

实验二:死锁的检测和预防

实验二:死锁的检测和预防一、实验目的1、进一步了解进程的并发执行。

2、加强对进程死锁的理解3、是用银行家算法完成死锁检测二、实验内容给出进程需求矩阵C、资源向量R以及一个进程的申请序列。

使用进程启动拒绝和资源分配拒绝(银行家算法)模拟该进程组的执行情况。

要求:初始状态没有进程启动计算每次进程申请是否分配?如:计算出预分配后的状态情况(安全状态、不安全状态),如果是安全状态,输出安全序列。

每次进程申请被允许后,输出资源分配矩阵A和可用资源向量V。

每次申请情况应可单步查看,如:输入一个空格,继续下个申请三、实验环境VC++四、实验原理及实验思路1、安全状态:如果存在一个由系统中所有进程构成的安全序列P1,…,Pn,则系统处于安全状态。

安全状态一定是没有死锁发生。

2、不安全状态:不存在一个安全序列。

不安全状态一定导致死锁。

安全序列:一个进程序列{P1,…,Pn}是安全的,如果对于每一个进程Pi(1≤i≤n),它以后尚需要的资源量不超过系统当前剩余资源量与所有进程Pj (j < i )当前占有资源量之和。

3、银行家算法:我们可以把操作系统看作是银行家,操作系统管理的资源相当于银行家管理的资金,进程向操作系统请求分配资源相当于用户向银行家贷款。

操作系统按照银行家制定的规则为进程分配资源,当进程首次申请资源时,要测试该进程对资源的最大需求量,如果系统现存的资源可以满足它的最大需求量则按当前的申请量分配资源,否则就推迟分配。

当进程在执行中继续申请资源时,先测试该进程已占用的资源数与本次申请的资源数之和是否超过了该进程对资源的最大需求量。

若超过则拒绝分配资源,若没有超过则再测试系统现存的资源能否满足该进程尚需的最大资源量,若能满足则按当前的申请量分配资源,否则也要推迟分配。

4、银行家算法的思路:1),进程一开始向系统提出最大需求量.2),进程每次提出新的需求(分期贷款)都统计是否超出它事先提出的最大需求量.3),若正常,则判断该进程所需剩余剩余量(包括本次申请)是否超出系统所掌握的剩余资源量,若不超出,则分配,否则等待.5、银行家算法的数据结构:1),系统剩余资源量A[n],其中A[n]表示第I类资源剩余量.2),各进程最大需求量,B[m][n],其中B[j][i]表示进程j对i类资源最大需求.3),已分配资源量C[m][n],其中C[j][i]表示系统j程已得到的第i资源的数量.4),剩余需求量.D[m][n],其中D[j][i]对第i资源尚需的数目.五、流程图银行家算法:安全检测:六、源代码#include "string.h" #include <stdio.h> #include <stdlib.h>#define M 5#define N 3#define FALSE 0#define TRUE 1/*M个进程对N类资源最大资源需求量*/int MAX[M][N]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}};/*系统可用资源数*/int AVAILABLE[N]={10,5,7};/*M个进程对N类资源已经分配数量*/int ALLOCATION[M][N]={{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0}};/*M个进程还需要N类资源的资源量*/int NEED[M][N]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}};/*M个进程还需要N类资源的资源量*/int Request[N]={0,0,0};void main(){int i=0,j=0;char flag='Y';char finishFlag='Y';void showdata();void changdata(int);void rstordata(int);int chkerr(int);showdata();while(finishFlag=='Y'||finishFlag=='y') //可以分配资源{i=-1;while(i<0||i>=M) //判断申请的资源号是否有效{printf("请输入需申请资源的进程号(从0到%d,否则重输入!):",M-1);scanf("%d",&i);if(i<0||i>=M)printf("输入的进程号不存在,重新输入!\n");}printf("请输入进程%d申请的资源数\n",i);for (j=0;j<N;j++){printf("资源%d:",j);scanf("%d",&Request[j]);if(Request[j]>NEED[i][j]) //进程申请资源数大于进程还需要的资源{printf("进程%d申请的资源数大于进程%d还需要%d类资源的资源量!申请不合理,出错!请重新选择!\n",i,i,j);flag='N';break;}else{if(Request[j]>AVAILABLE[j]) //进程申请资源数大于系统可用该类资源量{printf("进程%d申请的资源数大于系统可用%d类资源的资源量!申请不合理,出错!请重新选择!\n",i,j);flag='N';break;}}}if(flag=='Y'||flag=='y'){int result;changdata(i);result=chkerr(i);if(result==1){rstordata(i);showdata();}elseshowdata();}//else//showdata();printf("\n");printf("是否继续银行家算法演示,按'Y'或'y'键继续,按'N'或'n'键退出演示: ");getchar();scanf("%c",&finishFlag);}}void showdata() //显示各类资源的分配情况{int i,j;printf("系统可用的资源数为:\n");printf(" ");for (j=0;j<N;j++){printf(" 资源%d:%d ",j,AVAILABLE[j]);}printf("\n");printf("各进程还需要的资源量:\n");for (i=0;i<M;i++){printf(" 进程%d ",i);for (j=0;j<N;j++){printf("资源%d:%d ",j,NEED[i][j]);}printf("\n");}printf("各进程已经得到的资源量: \n");for (i=0;i<M;i++){printf(" 进程%d ",i);for (j=0;j<N;j++)printf("资源%d:%d ",j,ALLOCATION[i][j]);printf("\n");}}void changdata(int k){int j;for (j=0;j<N;j++){AVAILABLE[j]=AVAILABLE[j]-Request[j];ALLOCATION[k][j]=ALLOCATION[k][j]+Request[j];NEED[k][j]=NEED[k][j]-Request[j];}}void rstordata(int k){int j;for (j=0;j<N;j++){AVAILABLE[j]=AVAILABLE[j]+Request[j];ALLOCATION[k][j]=ALLOCATION[k][j]-Request[j];NEED[k][j]=NEED[k][j]+Request[j];}}int chkerr(int s) //检查是否能够分配该资源{int WORK,FINISH[M],temp[M];int i,j,k=0;for(i=0;i<M;i++)FINISH[i]=FALSE;for(j=0;j<N;j++){WORK=AVAILABLE[j];i=s;while(i<M){if (FINISH[i]==FALSE&&NEED[i][j]<=WORK){WORK=WORK+ALLOCATION[i][j];FINISH[i]=TRUE;temp[k]=i;k++;i=0;}else{i++;}}for(i=0;i<M;i++)if(FINISH[i]==FALSE){printf("\n系统不安全!!! 本次资源申请不成功!!!\n\n");return 1;}}printf("\n经安全性检查,系统安全,本次分配成功。

《操作系统》考题及答案

《操作系统》考题及答案

《操作系统》考题及答案操作系统考题及答案一、选择题(共10题,每题2分,共20分)1. 操作系统是计算机系统中的()。

A. 软件部分B. 硬件部分C. 网络部分D. 执行部分答案:A2. 下列哪个操作系统属于开源操作系统?A. WindowsB. macOSC. LinuxD. iOS答案:C3. 进程是指()。

A. 一个程序的执行B. 一个任务的执行C. 一个线程的执行D. 一个指令的执行答案:B4. 下列关于虚拟内存的说法,正确的是()。

A. 提高了程序的运行效率B. 减少了程序的运行时间C. 可以充分利用硬盘空间D. 不会导致系统崩溃答案:A5. 进程调度算法中,通过时间片轮转调度可以实现()。

A. 公平性B. 紧急性C. 优先级D. 死锁避免答案:A6. 下列关于死锁的说法,正确的是()。

A. 资源利用率提高B. 进程执行顺序无关C. 程序运行速度加快D. 进程无法进行下去答案:D7. 磁盘调度算法中,通过扫描算法可以实现()。

A. 最少移动量B. 最小响应时间C. 最短寻道时间D. 最高吞吐量答案:C8. 进程同步原语中,P操作(也称为申请资源)的作用是()。

A. 分配资源B. 请求资源C. 释放资源D. 撤销资源答案:B9. 下列关于页面置换算法LRU(最近最久未使用)的说法,正确的是()。

A. 置换最近被访问的页面B. 可以避免缺页中断C. 不需要记录页面访问情况D. 只适用于主存容量较小的系统答案:A10. 虚拟存储技术中,页面大小的选择应该满足的原则是()。

A. 尽量小,以减少内存开销B. 尽量大,以提高程序运行速度C. 适中,以兼顾内存开销和程序运行速度D. 无固定原则,根据应用需求灵活选择答案:C二、简答题(共6题,每题10分,共60分)1. 请简要阐述操作系统的作用及主要功能。

答案:操作系统是计算机系统中最重要的软件部分,其作用主要体现在以下几个方面:- 管理计算机硬件资源,包括内存、CPU、磁盘等的分配和调度,保证资源的合理利用和高效运行;- 提供文件管理,包括文件的创建、读写、删除等功能,保证对文件的统一管理和访问控制;- 提供用户接口,通过命令行或图形界面等方式,使用户可以方便地与计算机交互;- 提供进程管理,包括进程的创建、调度、同步、通信等,保证多个进程的协调运行;- 提供安全性和数据保护,保护系统和用户的数据安全,防止恶意攻击和数据丢失。

计算机操作系统中的死锁问题

计算机操作系统中的死锁问题

计算机操作系统中的死锁问题一、什么是死锁在计算机操作系统中,死锁是指两个或者多个进程无限期地等待对方所持有的资源,导致程序无法继续执行的情况。

这种情况下,系统处于一种死循环状态,无法恢复正常运行。

死锁问题是并行计算领域中的一个经典问题,是计算机科学中的一个重要主题。

二、死锁的产生原因死锁的产生原因一般有以下几种:1.资源互斥:当若干个进程都需要独占某些共享资源时,这些资源就会变成互斥资源,每次只有一个进程可以访问它们。

2.资源不足:如果系统中的资源已全部被使用,新的进程需要等待其他进程释放资源后才能使用,就可能引发死锁问题。

3.进程等待:当一个进程等待某个被其他进程占用的资源时,如果该进程占用的资源又被其他进程占用,就可能引发进程之间的等待关系。

4.循环等待:多个进程之间形成了循环等待的状态,这是产生死锁的必要条件。

三、死锁的检测和解决方法为了避免死锁的发生,需要采取一些措施来检测和解决死锁问题。

1.死锁的检测方法死锁的检测一般有两种方法:(1) 死锁预防:在程序设计时,预测死锁的发生,采取一些措施避免死锁的发生。

(2) 死锁检测:在程序运行时,通过算法检测死锁的发生,尝试解除死锁状态。

2.死锁的解决方法在死锁出现后,需要尽快解决死锁问题。

以下是解决死锁问题的方法:(1)死锁预防:在程序设计时,预测死锁的发生,采取一些措施避免死锁的发生。

(2)死锁避免:通过对资源的分配进行限制,预防死锁的发生。

(3)死锁解除:当系统检测到死锁时,采用解除死锁的方法,尽快恢复系统状态。

(4)死锁忽略:当死锁发生概率非常小,或者解决死锁会带来更大的开销时,可以选择忽略死锁。

四、案例分析以银行家算法为例,通过控制资源的分配来避免死锁。

银行家算法是一种死锁避免算法,其基本思想是:当进程请求资源时,需要让系统判断是否会发生死锁。

如果发现资源分配会导致死锁,就不分配资源,等到后续请求时再分配。

这样,银行家算法可以有效避免死锁的发生。

死锁的检测与解除(操作系统实验报告)

死锁的检测与解除(操作系统实验报告)
importorg.eclipse.swt.events.SelectionAdapter;
importorg.eclipse.swt.events.SelectionEvent;
importorg.eclipse.swt.widgets.Button;
posite;
privateButtonbutton3;
privateLabellabel_7;
privateTexttheProcess;
privateTexttheKind2;
privateLabellabel_11;
privateButtontest;
privateint[][]Max;
privateint[][]Allocation;
composite2=newComposite(composite1, SWT.BORDER);
composite2.setBackgroundMode(SWT.INHERIT_FORCE);
composite2.setData("name","composite2");
formToolkit.adapt(composite2);
privateLabellabel_3;
privateTextkindNumbers;
privateButtonbutton2;
privateTexttheKind1;
privateLabellabel_5;
privateLabellabel_6;
privateTextMaxText;
privateTextAllocationText;
composite1.setBounds(210, 1, 224, 156);

计算机操作系统作业3

计算机操作系统作业3

一、选择题1.响应比高者优先作业调度算法是以计算时间和___D___来考虑的。

A.输入时间B.完成时间C.周转时间D.等待时间2.最适合于分时系统的进程调度算法是___D___。

A.先来先服务(FCFS)B.最短作业优先(SSJF)C.优先数法D.轮转法(RR)3.在优先级调度中,___C___类进程可能被“饿死”,即长时间得不到调度。

A.短进程B.长进程C.低优先级进程D.大内存进程4.银行家算法在解决死锁问题中是用于___B___的。

A.预防死锁B.避免死锁C.检测死锁D.解除死锁5.__D____不是进程调度算法。

A.时间片轮转法B.先来先服务方法C.响应比高者优先法D.均衡调度算法6.当一个进程运行时,系统可能基于某种原则强行将其撤下,把处理器分配给其他进程,这种调度方式是___B___。

A.非剥夺方式B.剥夺方式C.中断方式D.查询方式7. 解除死锁通常不采用的方法是__D____。

A.终止一个死锁进程B.终止所有死锁进程C.从死锁进程处抢夺资源D.从非死锁进程处抢夺资源8.在操作系统中为避免系统的死锁采用___A___。

A.银行家算法B.破坏占有并等待条件C.死锁检测和恢复D.破坏非剥夺条件9.资源顺序分配法破坏了死锁发生的___B___必要条件。

A.互斥占用B.占有等待C.非剥夺D.循环等待10.设有两个进程共享3个同类资源,为使系统不死锁,每个进程最多可以申请___C___资源。

A.0 B.1 C.2 D.311.作业调度中的先来先服务算法是以___D___为出发点考虑的。

A.作业执行时间B.作业的周转时间C.作业等待时间D.等待时间加运行时同12.设m为同类资源数,n为系统中的并发进程数。

当n个进程共享m个互斥资源时,每个进程的最大需求是w。

下列情况下,系统会死锁的是___D___。

A.m=2,n=l,w=2 B.m=2,n=2,w=1C.m=4,n=3,W=2 D.m=4,n=2,w=313.某系统采用了银行家算法,则下列叙述正确的是___B___。

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cout<<"存在死锁"<<endl;
cout<<"进程循环等待队列:";
p=flag; //存在进程循环等待队列的那一进程
//进程循环等待队列中的所有进程是table表中的这一行是1的进程,只是顺序要再确定
t=1;
while(t){
cout<<p<<" ";
for(j=0;j<max_process+1;j++){
}
return 1;
}
//检测
void check()
{
int table[MAXQUEUE][MAXQUEUE];
int table1[MAXQUEUE][MAXQUEUE];
int i,j,k;
int flag,t,p;
int max_process;
}
else{
while(!feof(fp)){
fscanf(fp,"%d %d",&occupy[occupy_quantity].resource,&occupy[occupy_quantity].process);
occupy_quantity++;
}
}
cout<<"请输入进程等待表文件的文件名:"<<endl;
if(occupy[i].process>max_process){
max_process=occupy[i].process;
}
}
for(i=0;i<wait_quantity;i++){
if(wait[i].process>max_process){
max_process=wait[i].process;
cell wait[MAXQUEUE];
int wait_quantity;
//初始化函数
void initial()
{
int i;
for(i=0;i<MAXQUEUE;i++){
occupy[i].process=-1;
occupy[i].resource=-1;
#include<string.h>
const int MAXQUEUE=100; //定义表的最大行数
typedef struct node{
int resource;
int process;
}cell;
cell occupy[MAXQUEUE];
int occupy_quantity;
}
cout<<endl;
}
cout<<endl;
for(i=0;i<max_process+1;i++){
for(j=0;j<max_process+1;j++){
for(k=0;k<max_process+1;k++){
table[i][j]=table[i][j]||(table[i][k]&&table[k][j]);
cout<<" ┃ (c)All Right Reserved Neo ┃"<<endl;
cout<<" ┃ sony006@ ┃"<<endl;
cout<<" ┃ version 2004 build 1122 ┃"<<endl;
cout<<" ┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛"<<endl;
cout<<endl<<endl;
}
void main()
{
int flag;
version();
initial();
flag=readData();
if(flag)check();
3. 输出要求:
第一行输出检测结果:有死锁 或 无死锁。
第二行输出进程循环等待队列,即进程编号(如果有死锁)。
4. 文件名约定
提交的源程序名字:resourceXXX.c或者resourceXXX.cpp(依据所用语言确定)
输入文件名字:可由用户指定
结果输出到resultXXX.txt中
}
}
}
cout<<"检测后的等待占用表:"<<endl;
for(i=0;i<max_process+1;i++ss+1;j++){
cout<<table[i][j]<<" ";
}
cout<<endl;
}
flag=-1;
//初始化表格
for(i=0;i<MAXQUEUE;i++){
for(j=0;j<MAXQUEUE;j++){
table[i][j]=0;
table1[i][j]=0;
}
}
//先找到进程最大编号
max_process=-1;
for(i=0;i<occupy_quantity;i++){
}

table1[wait[i].process][occupy[j].process]=1;
}
}
}
cout<<"初始等待占用表:"<<endl;
for(i=0;i<max_process+1;i++){
for(j=0;j<max_process+1;j++){
cout<<table[i][j]<<" ";
cout<<"━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━"<<endl;
cout<<"资源分配表"<<endl;
cout<<"资源编号 进程编号"<<endl;
for(i=0;i<occupy_quantity;i++){
cout<<" "<<occupy[i].resource<<" "<<occupy[i].process<<endl;
其中:XXX为账号。
5. 死锁检测算法:当任一进程Pj申请一个已被其他进程占用的资源ri时,进行死锁检测。检测算法通过反复查找进程等待表和资源分配表,
来确定进程Pj对资源ri的请求是否导致形成环路,若是,便确定出现死锁。
6. 测试说明:测试教师将事先准备好一组文件(格式为*.txt),从中为每个程序随机指定一至三个作为输入文件
void version()
{
cout<<endl<<endl;
cout<<" ┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓"<<endl;
cout<<" ┃ 死 锁 检 测 算 法 ┃"<<endl;
cout<<" ┠───────────────────────┨"<<endl;
(被测试者需从键盘输入指定文件的文件名),并查看程序输出结果。
本程序包括:死锁检测算法
VC++调试通过
(C)copyright by Neo
欢迎大家测试 请问题请Email:sony006@*/
#include<stdio.h>
#include<iostream.h>
if(table1[p][j]==1){
if(table[j][flag]==1){
p=j;
break;
}
}
}
if(p==flag)t=0;
}
cout<<flag<<endl;
}
else{
cout<<"不存在死锁"<<endl;
}
}
//显示版权信息函数
fscanf(fp,"%d %d",&wait[wait_quantity].process,&wait[wait_quantity].resource);
wait_quantity++;
}
}
//输出所读入的数据
cout<<endl<<endl<<"输出所读入的数据"<<endl;
}
}
for(i=0;i<wait_quantity;i++){
for(j=0;j<occupy_quantity;j++){
if(wait[i].resource==occupy[j].resource){
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