操作系统原理第五章 资源分配与调度

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1、第五章资源分配与调度5.1资源管理概述5.2资源分配机制5.3资源分配策略5.4死锁概念5.1资源管理概述1.资源管理的目的和任务资源的静态分配和动态分配资源的静态分配系统对作业一级采用资源静态分配方法。系统在调度作业时，根据作业所需资源进行分配；并在作业运行完毕时，收回所分配的全部资源。称为资源的静态分配。资源的动态分配系统对进程一级采用资源动态分配方法。系统在进程运行中，根据进程提出的资源需求，进行资源的动态分配和回收。称为资源的动态分配。25.1资源管理概述资源管理的目的目的：为用户提供一种简单而有效地使用资源的方法，充分发挥各资源的作用。应达到的目标：保证资源的高利用

2、率；在“合理”时间内使所有顾客有获得所需资源的机会；对不可共享的资源实施互斥使用；防止由资源分配不当而引起死锁。35.1资源管理概述资源管理的任务任务：解决资源分配问题，防止死锁；解决对资源的存取、使用方法问题资源管理的功能资源数据结构的描述确定资源的分配原则和调度原则执行资源分配存取控制和安全保护45.1资源管理概述2.资源的分类方法物理资源和程序资源(处理器、外设等；消息或文件等)单一访问入口资源（不可重入，只能为一个进程使用）和多访问入口资源（可以为多个进程共享使用）等同资源（多个完全相同的设备）虚拟资源（cpu、一定容量的主存、数量有限的外设），如虚拟存储器3.资源管

3、理的机构和策略机构：进行资源分配的必需的基本设施和部件，它包括描述资源状态的数据结构、保证资源互斥的同步机构及资源请求排队的手段。策略：这些机构所使用的方法，资源分配的原则55.2资源分配机制1.资源描述器什么是资源描述器描述各类资源的最小分配单位的数据结构称为资源描述器RD(resourcedescriptor)。如：主存最小分配单位：在分区分配中——主存分区磁盘最小分配单位：磁盘面中的一个扇区描述器的组织方式取决于资源分配单位的数量和这一数量是固定不变的、还是可以变化的这一特征。6资源描述器的内容资源名资源类型最小分配单位的大小最小分配单位的地址分配标志描述器链接信息存取

4、权限密级最后一次存取时间记账信息20KB0os作业1作业3作业452KB66KB130KB230KB256KB1主存5.2资源分配机制72.资源信息块什么是资源信息块（rib）描述某类资源的请求者、可用资源和该类资源分配程序等必要信息的数据结构。对于每一类可利用的资源，可将其组织成可利用资源队列。在资源信息块中有指向这两个队列的队列指针，另外还有一项为该类资源分配程序的入口地址。资源分配程序是接收分配命令把资源分配给请求者的例程。资源分配程序包括：分配程序和回收程序。5.2资源分配机制8等待队列头指针可利用资源队列头指针资源分配程序入口地址┅pcb1pcb2pcbkrd1r

5、d2rdn资源分配程序┅5.2资源分配机制资源信息块的内容95.3资源分配策略资源分配的方式取决于设计者所选择的目标，以及与应用每一类资源相联系的特定限制。目的是使吞吐率尽可能地高，响应时间尽可能地短，即既要充分地利用系统各种资源，又要尽可能地满足用户要求。一个资源进行分配的问题，在一般情况下，是由这样两个方面组成的：管理请求的排队站（分配策略）与在等同资源间选择资源。分配程序可以用不同的策略选择进程请求；按照请求来到的次序进行查看；将进程请求者的优先权结合到每一个请求中；满足能更合理地应用这一资源的那个请求。101.常用的资源分配策略(1)先请求先服务(FIFO(First

6、InFirstOut)策略)排序原则：按请求的先后次序排序。每一个新产生的请求均排在队尾，而当资源可用时，资源分配程序则从队列中选取第一个请求，并满足其需要。这种策略可用于对进程或作业的调度，或外设、主存分配┅表头按请求的先后次序先后按自然顺序排列的队列5.3资源分配策略11(2)优先调度在优先调度策略下，对于每一个进程要指定一个优先级，优先级反映了进程要求处理的紧迫程度。排序原则：按优先级的高低排序。每一个新产生的请求，按其优先级的高低插到相应的位置上。而当资源可用时，选取队列中第一个请求，并满足其需要。┅表头按优先级的高低排序高低按优先级高低排列的就绪队列5.3资源分配策

7、略12一.死锁的概念1.死锁的例子（1）同类资源的死锁（2）非同类资源的死锁进程p1、p2共享一台打印机和一台光标记阅读机时刻t1，进程p1——占用打印机进程p2——占用光标记阅读机。时刻t2，进程p1——又请求光标记阅读机进程p2——又请求打印机5.3死锁135.3死锁(2)用信号灯的P、V操作描述死锁设进程A与进程B共享一台打印机(R1)和一台光标记阅读机(R2)。用信号灯的P、V操作表示资源的申请和释放。信号灯设置——s1：表示R1可用，初值为1。s2：表示R2可用，初值为1。讨论两种资源请求序列