程序

程序的基本概念以及狀態變化

• 程序三態圖
  
  就緒狀態：程序已得到執行所需資源，只等待CPU的排程便可執行；
  執行狀態：程序已得到執行所需資源，並且得到了CPU的排程；
  等待狀態（阻塞狀態）：不具備執行條件、等待時機的狀態。
  就緒狀態和等待狀態的區別：就緒狀態只是等待CPU,等待狀態是等CPU以外的其他資源，如印表機。
• 五態圖
  

活躍就緒：是指程序在主存並且可被排程的狀態。
靜止就緒（掛起就緒）：是指程序被對換到輔存時的就緒狀態，是不能被直接排程的狀態，只有當主存中沒有活躍就緒態程序，或者是掛起就緒態程序具有更高的優先順序，系統將把掛起就緒態程序調回主存並轉換為活躍就緒。
活躍阻塞：是指程序已在主存，一旦等待的事件產生便進入活躍就緒狀態。
靜止阻塞：是指程序對換到輔存時的阻塞狀態，一旦等待的事件產生便進入靜止就緒狀態。
掛起，記憶體到外存；啟用，外存到記憶體。

程序死鎖

如果一個程序再等待一個不可能發生的事，則程序就死鎖了。如果一個或多個程序產生死鎖，就會造成系統死鎖。如果一個或多個程序產生死鎖，就會造成系統死鎖。
假設程序A、B、C。這三個程序都需要5個系統資源，則系統最少絕對不會發生死鎖的系統資源數為（5-1）+（5-1）+（5-1）+1=13

死鎖產生的必要條件

1. 互斥條件，即每個資源一次只能被一個程序使用。
2. 保持和等待條件，當程序已擁有某些資源，但申請其他資源時被阻塞
3. 不剝奪條件
4. 環路等待條件

解決死鎖的策略

1. 死鎖的預防，使用者申請資源時請申請所需的全部資源，這就破壞了保持和等待的條件；將資源分層，得到上一層資源後才能夠申請下一層資源，從而破壞環路等待條件。缺點：預防會降低系統效率。
2. 死鎖的避免，即程序在每次申請資源時判斷此操作是否安全。如**“銀行家演算法”**。缺點：這種演算法會增加系統開銷。
3. 死鎖的檢測*，判斷系統是否處於死鎖狀態，如果是則執行死鎖解除策略。
4. 死鎖的解除*，將資源強行分配給別的程序，與檢測配合使用。

銀行家演算法

我們假設有程序P1,P2,…Pn
則安全序列要求滿足：Pi(1<=i<=n)需要資源<=剩餘資源 + 分配給Pj(1 <= j < i)資源
每設計加入一個程序都要用上面式子檢測一下，是否有安全序列。

程序同步，訊號量，前驅圖，PV原語

前驅圖

前驅圖為有向無迴圈圖，用於描述程序之間執行的前後關係。圖中每個結點用於描述一個程式段或程序，乃至一條語句。結點間的有向邊則用於表示兩個結點之間存在的偏序或前驅關係。
$P_{}$

PV操作

參考地址
是為了解決互斥同步問題。
P操作：
for(i=s;i>=0;i–)
{
繼續執行本程序
}
掛起本程序或等待本程序

V操作：
for(i=s;i<=0;i++)
{
喚醒s佇列中的等待程序，繼續執行程式
}
不喚醒s佇列中的等待程序
臨界資源，是指程序間互斥共享資源，如印表機。
臨界區，每個程序中訪問臨界資源的那段程式碼稱為臨界區。
訊號量，用於標識共享資源是否在被使用，在被使用用0標識，未被使用用1標識。
例子：生產者->市場->消費者
生產者初值為S1=1，市場有一個空位
消費者初值為S2=0，市場無資源

儲存

作業管理*

目錄和spooling*