庞丽萍操作系统第四版第5章_资源分配与调度ppt课件.ppt

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1、第5章资源分配与调度主要内容：1．资源管理概述2．资源分配机构3．资源分配策略4．死锁5．1概述实际上，操作系统进行资源管理时，可以采用某种技术，使一些相互竞争的进程共享有的限资源。有限资源众多的请求分配资源如何满足？5．1．1资源管理的目的和任务1．资源管理的目的为计算机用户提供一种简单而有效地使用资源的方法，充分发挥各种资源的作用。其应达到的目的是：1）保证资源的高利用率；2）在“合理”的时间内使所有用户有获得所需资源的机会；3）对不可共享的资源施行互斥；4）防止由资源分配不当而引起的死锁。2．资源管理的任务1）解决资源分配问题；2）资源分配中防止出现死锁；3）解决资源的存取、使用方法

2、问题；4）提供资源的存取的控制和实施安全保护措施。5．1．2资源的分类方法1．物理和程序资源2．单入口和多入口资源3．等同资源4．虚拟资源5．1．3资源管理的的机构和策略机构包括描述资源的数据结构、资源共享和互斥的技术等。策略给出资源管理的的机构的使用方法，即给出资源的使用方法。5．2资源分配机制5．2．1资源描述器1．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（resourcedescriptor2.资源描述器rd的内容(见左)：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rd的链接信息存取权限密级5．2．2资源信息块rid(resourceinforma

3、tionblock)pcb1pcb2…pcbnrd1rd2…rdnrid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5．3资源分配策略5．3．1概述对计算机资源进行分配，我们一般考虑三方面的情况：1．如何管理请求资源的队列；2．如何对等同资源的选择；3．如何确定实施资源分配时机（1）处理机空闲；（2）存储区释放为空闲区；（3）外部设备发生中断；5．3．2先请求先服务FIFO（FirstInFirstOut）按请求的先后次序先后pcb1pcb2pcbn。。。就绪队列表指针5．3．3优先调度1（优先级高为先）单就绪队列按优先级的高低。。。高低pcb1pcb2pcbn就绪队列表指针5．

4、3．3优先调度2（优先级高为先）多就绪队列优先级高先后按请求的先后次序。。。。。。。。。低就绪队列表指针5．3．4针对设备特性的调度硬盘图示扇区第0道5．3．4针对设备特性的调度（实例）顺序柱面号盘面号块号152125383535440635277例如，对磁盘同时有5个访问请求如左表示。分析：如果当前移动臂位于1号柱面，按上述顺序访问移动臂移动如下：1号柱面5号柱面40号柱面2号柱面OK?移臂调度：顺序柱面号盘面号块号127725213538453554063改进1：如果当前移动臂位于1号柱面，按右表顺序访问，则移动臂将从1号柱面移到2号柱面，再移到5号柱面，然后到40号柱面。移臂调度：在

5、满足一个磁盘请求时，总是选取与当前移动臂前进方向上最短的那个请求，使移臂距离最短。旋转调度改进2：由于5号柱面要进行3次访问，所以可以调整访问顺序，减少旋转圈数。旋转调度：在满足一个磁盘请求时，总是选取与当前读写磁头旋转方向上最近的那个请求，使旋转圈数最少。顺序柱面号盘面号块号127725213535453854063顺序柱面号盘面号块号1277252135384535540635．4死锁（deadlock）5．4．1死锁的概念死锁是两个或多个进程无止境地等候着永远不会成立的条件的一种系统状态。也可以说，死锁是两个或两个以上的进程中的每一个都在等待其中另一个进程释放资源而被封锁，它们都无法

6、向前推进，这种现象称为死锁。死锁的表示死锁可以用有向图来表示，有向图形成环路则形成死锁。例如，有P1，P2两个进程，共享一台打印机资源R1和一台输入机R2，在工作使用时，共享资源被独占。死锁的有向示意图P1P2打印机R1输入机R2例１进程推进顺序不当产生死锁。设系统有打印机、读卡机各一台，它们被进程Ｐ和Ｑ共享。两个进程并发执行，它们按下列次序请求和释放资源：请求读卡机请求打印机释放读卡机释放打印机请求打印机请求读卡机释放读卡机释放打印机进程Ｐ进程Q说明：由于进程P和Q执行时，相对速度无法预知，当出现进程Ｐ占用了读卡机，进程Ｑ占用了打印机后，进程Ｐ又请求打印机，但因打印机被进程Ｑ占用，故进程

7、Ｐ处于等待资源状态；这时，进程Ｑ执行，它又请求读卡机，但因读卡机被进程Ｐ占用而也只好处于等待资源状态。它们分别等待对方占用的资源，致使无法结束这种等待，产生了死锁。但是如果它们速度有快有慢，避免了上述僵局是可以不产生死锁的。例２PV操作使用不当产生死锁。设进程Q1和Q2共享两个资源r1和r2，s1和s2是分别代表资源r1和r2能否被使用的信号量。假定两个进程都要求使用两个资源，由于资源是共享的，必须互斥使用，所以s1和s