2026/3/20课程博客 操作系统复习整理-第三章 调度与死锁

操作系统复习 - 第三章 调度与死锁

3.1 系统性能指标

3.1.1 CPU利用率

公式：CPU利用率 = CPU有效工作时间 / (CPU有效工作时间 + CPU空闲等待时间)

3.1.2 周转时间

作业从提交系统到运行完成的总时间间隔。

3.1.3 平均周转时间

所有作业周转时间的算术平均值。
示例：5个作业周转时间 6、5、8、9、12
平均周转时间 = (6+5+8+9+12) / 5 = 8

3.1.4 带权周转时间

公式：W = 作业周转时间(T) / 作业服务时间(Ts) （W ≥ 1）
平均带权周转时间：所有作业带权周转时间的平均值。
示例数据：

作业	周转时间	服务时间	带权周转时间
作业1	6	4	1.5
作业2	5	3	1.6
作业3	8	6	1.33
作业4	9	3	3
作业5	12	6	2
平均带权周转时间 = (1.5+1.6+1.33+3+2) / 5 = 1.89

3.2 作业控制块（JCB）

存储系统管理、调度作业所需的全部信息。

3.3 多道程序度

内存中同时运行的作业数量，需结合系统规模、运行速度合理设置。

3.4 经典调度算法

3.4.1 FCFS 先来先服务

• 规则：按作业/进程到达顺序调度；

• 特点：有利于长作业、不利于短作业。

  3.4.2 SJF/SFS 短作业优先（非抢占式）

• 规则：优先调度服务时间最短的作业；

• 缺点：需预知作业运行时间、长作业易饥饿、不支持人机交互。

  3.4.3 抢占式短作业优先

  新进程到达后，对比当前进程剩余运行时间，剩余时间更短的进程抢占CPU。

  3.4.4 HRRN 高响应比优先

1. 响应比公式：Rp = (等待时间 + 服务时间) / 服务时间

2. 特点：

• 等待时间相同：短作业优先（类SJF）；

• 服务时间相同：先来先服务（类FCFS）；

• 长作业等待时间越长，响应比越高，避免饥饿。

  3.4.5 RR 轮转调度算法（时间片轮转）

3. 切换时机：

• 时间片未用完，进程提前完成：立即调度下一个就绪进程；
• 时间片用完，进程未完成：进程移入就绪队列队尾，切换进程。

4. 特点：后到达进程优先级默认平等，适用于分时系统。

3.5 死锁

3.5.1 死锁定义

一组进程中，每个进程都等待其他死锁进程持有的资源，所有进程均无法继续执行。

3.5.2 死锁产生原因

5. 竞争不可抢占资源；

6. 竞争可消耗资源；

7. 进程推进顺序不当。

3.5.3 死锁四大必要条件

8. 互斥条件；

9. 请求和保持条件；

10. 不可抢占条件；

11. 循环等待条件。

3.5.4 死锁四大处理方式

12. 预防死锁：破坏必要条件；

13. 避免死锁：规避不安全状态；

14. 检测死锁：主动检测已发生的死锁；

15. 解除死锁：终止进程/剥夺资源，恢复系统。