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OS资源分配与调度.ppt

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第五章 资源分配与调度 (一) 资源管理功能 (二) 资源分配的机构和策略 (三) 死锁概念 (一) 资源管理功能 一. 资源管理功能 1. 目的: 保证资源的高利用率; 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的死锁。 2. 资源管理的任务: 资源管理的描述--数据结构 确定资源的分配原则(调度原则) 执行资源分配(实施) 存取控制和安全保护 二. 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。 当一个进程(或程序)运行前,将它要求的资源一次分配加该进程,直到该进程终止,释放其占用的所有资源。 特点:效率太低 2. 资源的动态分配 系统对进程一级采用资源静态分配方法。 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。 特点:资源利用率提高,但有可能造成死锁 (二) 资源分配的机构和策略 一. 资源分配机构 1. 资源描述器 (1) 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(resource descriptor)。 如:主存的最小分配单位: 在分页分配中——主存页面 磁盘的最小分配单位: 磁盘面中的一个扇区 (2) 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 存取权限 密级 最后一次存取时间 记帐信息 2. 资源信息块 (1) 什么是资源信息块 描述某类资源的请求者、可用资源情况和该类资源分配程序等必要信息的数据结构。 (2) 资源信息块的内容 (3) 中央处理机资源信息块 二. 资源分配策略 1. 先请求先服务(FIFO策略) 排序原则:按请求的先后次序排序。 每个新产生的请求均排在队尾,而当资源可用时,资源分配程序从队列中选取第一个请求,并满足其需要。 2. 优先调度 在优先调度策略下,对于每一个进程(或作业)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。 优先级的确定:主要由系统来确定,并可动态改变。 使用范围:由于系统开销大,主要适用于系统中的紧缺资源。便于资源的动态分配。 3、适应调度 4、均衡调度 5、针对设备特性的调度 移臂调度 旋转调度 (三) 死锁 一. 什么是死锁 1. 死锁的例子 (1) 设备共享 进程PA、PB,共享一台打印机和一台磁带机 时刻t1:进程PA——占用打印机 进程PB——占用磁带机 时刻t2:进程PA——又请求磁带机 进程PB——又请求打印机 问:以后会发生什么情况? (2) 用信号灯的P、V操作描述死锁 上例中,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:表示设备R1可用,初值为1 S2:表示设备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。 例2:三个进程共享使用一台打印机的程序若有一个进程少写了一个V操作。 2. 什么是死锁 死锁简单的定义: 死锁就是两个或两个以上的进程等候着一个永远不会发生的事件时所处的一种系统状态。 教材上关于死锁的定义: 两个或两个以上并发进程,如果每个进程持有某种资源,而又等待着别的进程释放它或它们现在保持着的资源,否则就不能向前推进。此时,每个进程都占用了一定的资源,但又都不能向前推进。这种现象称为死锁。 二. 死锁的起因和条件 1. 引起死锁的原因 系统资源不足; 进程推进顺序非法。 2. 死锁的图解 3. 产生死锁的四个必要条件: 1. 互斥条件 2. 不可剥夺条件 3. 部分分配 4.环路条件 三. 死锁的预防和避免 基本点:破坏死锁的某一个必要条件 1. 解决死锁问题的几个策略 为了不发生死锁,必须设法破坏产生死锁的四个必要条件之一。 条件4(环路条件):实际上系统不采用部分分配,也就破坏了环路条件。 2. 静态预防死锁的方法 在作业调度时为选中的作业分配它所需的所有资源,当资源一旦分配给该作业,在其整个运行期间这些资源为它独占。 讨论: (1) 这种方法破坏了死锁的必要条件中的哪一条? (2)这种方法的资源利用率高不高?为什么? 3. 动态避免死锁的方法 为了提高设备的利用率,应采用动态的设备分配方法,但应设法避免

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