第5章资源分配与调度

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1、第5章资源分配与调度资源分配与调度资源管理概述资源分配的机构和策略死锁1资源分配与调度——主要内容资源管理概述资源分配与调度——资源管理概述21.资源管理功能(1)资源数据结构的描述包含资源的物理名、逻辑名、类型、地址、分配状态等信息。(2)确定资源的分配原则(调度原则)决定资源应分给谁，何时分配，分配多少等问题。(3)实施资源分配执行资源分配；资源收回工作。(4)存取控制和安全保护对资源的存取进行控制并对资源实施安全保护措施。资源分配与调度——资源管理概述32.资源资源的静态分配和动态分配(1)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

2、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。这种分配通常称为资源的静态分配。(2)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。这种分配通常称为资源的动态分配。资源分配与调度——资源管理概述43.虚拟资源(1)操作系统对资源区分二种不同的概念物理资源(实资源)虚拟资源(逻辑资源)(2)目的方便用户使用资源可动态分配，提高资源利用率资源分配与调度——资源管理概述5进程调度地址映射逻辑设备虚拟设备文件逻辑结构资源分配与调度——资源管理概述进程设备分配动态映射虚存(程序地址空间)磁盘空间分配文件目录

3、查找资源类别物理资源虚拟(逻辑)映射处理机CPU存储器主存设备外部设备信息文件物理结构(3)计算机系统中的物理资源与虚拟资源分析资源分配结构和策略资源分配与调度——资源分配机构和策略6(1)资源描述器①资源描述器定义描述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。如：主存分区分配方法中，最小分配单位为主存分区。②资源描述器内容资源名、资源类型、最小分配单位的大小、地址、分配标志、描述器链接信息、存取权限、密级、存取时间资源分配与调度——资源分配机构和策略1.资源分配的机构20KB052KB66KB130KB230KB256KB1主存程序4程序1程序3OS内存分布

4、状况图7(2)资源信息块①资源信息块定义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。②资源信息块内容请求者队列可利用资源队列资源分配程序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资源分配与调度——资源分配机构和策略资源信息块示意图8(3)资源信息块例中央处理机资源信息块内容PCB1PCB2PCBk进程调度程序ready_q_start可用处理机信息scheduler_addrCPU资源分配与调度——资源分配机构和策略中央处理机资源信息块示意图92.资源分配策略(1)常用的资源分配策略①先请求先服务每一个新产生的请求均排在队尾；当资源可用

5、时，取队首元素，并满足其需要。排序原则：按请求的先后次序排序。资源分配与调度——资源分配机构和策略表头按请求的先后次序先后按自然顺序排列的资源请求队列10②优先调度对每一个进程指定一个优先级；每一个新产生的请求，按其优先级的高低插到相应的位置；当资源可用时，取队首元素，并满足其需要。排序原则：按优先级的高低排序。资源分配与调度——资源分配机构和策略表头按按优先级的高低排序高低按优先级高低排列的资源请求队列11③针对设备特性的调度策略ⅰ调度的目标当有大量I/O请求时，降低完成这些I/O服务的总时间。资源分配与调度——资源分配机构和策略ⅱ例：讨论对磁盘访问的调度，有如下5个请

6、求。柱面号盘面号块号521538535406327712ⅲ移臂调度总是选取与当前移动臂前进方向上最近的那个I/O请求，使移臂距离最短。资源分配与调度——资源分配机构和策略对磁盘访问的5个请求，按移臂调度应作如下调整。柱面号盘面号块号277521538535406313ⅳ旋转调度总是选取与当前读写头最近的那个I/O请求，使旋转圈数最少。资源分配与调度——资源分配机构和策略对磁盘访问的5个请求，再按旋转调度应作如下调整。柱面号盘面号块号2775215355384063死锁资源分配与调度——死锁14(1)死锁的例设备共享进程p1、p2共享一台打印机和一台输入机时刻t1：进程p1——

7、占用打印机，进程p2——占用输入机；时刻t2：进程p1——又请求输入机，进程p2——又请求打印机。时刻t2后，系统出现僵持局面，即出现了死锁现象。资源分配与调度——死锁1.什么是死锁15(2)用信号灯的P、V操作描述死锁设进程p1与进程p2共享一台打印机(r1)和一台输入机(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1s2：表示r2可用，初值为1讨论两种资源请求序列，哪种情况可能产生互相死等的局面。程序描述如下：资源分配与调度——死锁16程序描述1程序描述