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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 2 1. 资源管理功能 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。 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。 实施资源分配 执行资源分配；资源收回工作。 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 3 2. 资源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。这种分配通常称 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。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 4 3. 虚拟资源 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) 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 计算机系统中的物理资源与虚拟资源分析 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 操作系统采用的技术 5 程序地址空间 逻辑设备名 进程调度 地址映射 设备分配 动态映射 磁盘空间分配 文件目录查找 进程 虚存 虚拟设备 文件逻辑结构 6 资源描述器 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 —— 主存分区 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 20KB 0 52KB 66KB 130KB 230KB 256KB?1 主存 作业4 作业1 作业3 OS 7 资源信息块 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。 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 8 资源信息块例 中央处理机资源信息块内容 ? pcb1 pcb2 pcbk 进程调度程序 ready-q-start 可用处理机信息 scheduler-addr cpu 资源分配与调度——资源分配机构和策略 9 2. 资源分配策略 常用的资源分配策略 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 按自然顺序排列的队列 10 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就绪队列 11 针对设备特性的调度策略 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 例：对磁盘访问有如下5个请求 柱