第6章操作系统的资源管理-文档资料

（2）确定资源的分配策略 （3）执行资源分配 （4）存取控制和安全保护
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5.1.2 虚拟资源
虚拟资源：用户使用的逻辑资源，是操作系统将
物理资源改造后，呈现给用户的可供使用的资源。
目的：一是提高资源的利用率；二是为了方便用
户的使用。
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5.1.3 资源分配机制
1、资源描述器
资源描述器：描述各类资源的最小分配单位的数据 结构。
2、资源信息块
资源信息块：描述某类资源的请求者、可利用的资 源以及该类资源分配程序的地址的数据结构。
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5.1.4 资源分配策略
1、先请求先服务（FIFO）
先请求先服务是一种最简单的资源分配策略，可用 于对进程或作业的调度，也可用于对外部设备、主 存储区的分配。
2、优先调度
优先调度策略调度是一种比较灵活的调度策略。进 程调度队列按时的死锁
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死锁的定义:死锁是一组并发进程,它们共享系统 的某些资源,该组进程中每个进程都已经占有了 部分资源,但都在不释放自己占有资源的情况下 要求获得被其它进程已经占有的资源,从而造成 它们相互等待,永远不能继续推进的状态. 说明： ①参与死锁的进程最少是两个（两个以上进程才 会出现死锁）。 ②参与死锁的进程至少有两个已经占有资源。 ③参与死锁的所有进程都在等待事件。 ④参与死锁的进程是当前系统中所有进程的子集。
5.2.5 预防死锁



解决死锁问题的基本方法有：预防死锁、避免死 锁、检测死锁和解除死锁。除此之外还有鸵鸟算 法和综合措施。 预防死锁是指通过某种策略来限制并发进程对资 源的请求，使系统在任何时刻都不满足死锁的必 要条件。 就是在设计操作系统时，通过设置某些限制条件， 去破坏死锁四个必要条件中的一个或多个，来防 止死锁，使系统能预先排除死锁的可能性。
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4、条件4（环路条件） 为了破坏环路等待条件，采用有序资源分配策 略。 对申请资源的进程规定：同类资源需一次申请， 在获得资源后，只能申请较高级号的资源，无 权申请低级号资源和同类资源。对于低级号资 源和同类资源申请，必须先释放所有高级号的 资源，然后再申请，否则不予分配。 优点：同前两法相比，其资源利用率和系统吞 吐量有较明显的改善。 缺点：进程实际需要资源的顺序不一定与资源 的编号一致，因此仍会造成资源浪费，系统增 加新设备较困难。
3、针对设备特性的调度
（1）移臂调度 （2）旋转调度
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5.2 死锁及其解决方法 5.2.1 死锁的定义

可重用资源(reusable resource):各个进程可以轮流使
用，如处理机、内存、I/0外设、文件等都是可重用资源，在 使用可重用资源时可能出现的死锁（Deadlock）。通常是由于 各进程巳拥有部分资源，同时请求其他进程已占有的资源，从 而造成永远等待。

可消耗资源(consumable resource):是指可以动态生成
和动态消耗的资源，一般不限制数量，如中断、信号量、消息 、缓冲区等都是可消耗资源。由于可消耗资源的生成和消耗存 在依赖关系，因此他们的使用也可能因为双方都等待对方生成 资源而形成死锁。(如图5-1所示）
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P1 S3 S1
P3 S2
第5章 操作系统的资源管理
5.1 资源管理的机制和策略 5.1.1 资源管理任务
1、资源的静态分配和动态分配 ◆静态分配: 在作业运行前，将所需的资源一次
性的分配给它，在作业运行完毕后释放所获得的 全部资源。
◆动态分配：在进程运行过程中根据情况动态地
分配、使用和释放资源。
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2、资源管理的任务
（1）资源数据结构的描述
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3、条件3（占有并等待） 采用设备的静态预先分配办法,具体做法:作业调度 程序在选择作业时,只选择那些系统能满足其运行时 所需的全部资源的作业投入运行,并且在作业运行前 ,将其所需的全部资源一次性地分配给该作业. 该方法的优点和缺点如下： ①简单、安全、易于实现。 ②程序在运行之前很难提出将要使用的全部设备。 ③直到所有资源满足才能运行，实际上某些资源可 能要到运行后期才会用到。 ④一个进程运行期间，对某些设备的使用时间很短 ，甚至不会用到。 ⑤作业的周转时间被加长,系统资源的使用率被降低
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5.2.2 资源分配图
该图是由一组结点V和一组边E所组成的： G=（V，E），具有以下形式的定义和限 制： （1）V被分为两个互斥的子集，一组进 程结点P={p1,p2,…,pn},一组资源结点 R={r1,r2,…rn},
r1
P1
r2
P2
(2) 凡属于E中的一个边e∈E，都连接着P中的一个结点和 R中的一个结点，e={pi, rj}是资源请求边，由进程pi指向 资源rj， 它表示进程pi请求一个单位的rj资源。e={rj, pi}是 资源分配边，由资源rj指向进程pi, 它表示把一个单位的资 源rj分配给进程pi。
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5.2.6 解决死锁问题的策略
1、条件1（互斥条件） 互斥条件是由于设备本身特性所决定的,不 能简单的把其打破;只有通过改造设备特性 实现.具体办法采用Spooling技术,把独占设 备改造成共享设备来实现.
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2、条件2（不可剥夺条件） 为了破坏不可剥夺条件，我们采用这样的策 略，一个已拥有资源的进程，若它再提出新 资源要求而不能立即得到满足时，它必须释 放已经拥有的所有资源，以后需要时再重新 申请。拥有资源的进程在运行过程中其资源 可能被剥夺，从而破坏了不可剥夺条件。 该方法实现复杂，被剥夺资源的进程前期工 作失效，重复申请和释放资源给系统增加了 开销，系统要付出很大的代价。
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5.2.3 产生死锁的原因
产生死锁的根本原因是: ⒈资源不足，引起资源竞争 ⒉进程推进顺序不合理
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5.2.4 死锁产生的必要条件




⑴互斥条件：进程要求对所分配的资源进行排 他性使用，即在一段时间内某资源仅为一个进 程所占用。 ⑵不剥夺条件：进程所获得的资源在未使用完 毕之前，不能被其他进程强行夺走，即只能由 获得该资源的进程自己来释放。 ⑶占有并等待：进程每次申请所需要的一部分 资源，在等待新资源的同时，进程继续占有已 分配到的资源。 ⑷循环等待条件：存在进程资源的循环等待链， 链中的每一个进程已获得资源，同时被链中的 下一个进程所请求。 11