分配系統資源

在計算機科學中，系統資源（system resource）意指是一個計算機系統中，限制其運算能力的任何實體或是虛擬的組成元件。任何連結到計算機系統中的裝置，都是一個資源，例如鍵盤、屏幕等。電腦系統內部的任何元件都是資源，如CPU，RAM。計算機系統中的軟件虛擬元件，包括檔案，網絡連線與內存區塊等，都是一種資源。分配系統資源是指對計算機軟件資源和硬件資源進行分配，使系統資源得到充分利用和不使系統出現死鎖。分配系統資源可以分為以下四類：處理機分配、內存分配、I/O設備分配。

處理機分配也可以稱之為處理機調度，在多道程序設計系統中，內存中有多道程序運行，他們相互爭奪處理機這一重要的資源。處理機調度就是從就緒隊列中，按照一定的算法選擇一個進程並將處理機分配給它運行，以實現進程併發地執行。在傳統的操作系統中，包括作業調度和進程調度兩步。

(1) 作業調度。作業調度的基本任務是從後備隊列中按照一定的算法，選擇出若干個作業，為它們分配運行所需的資源(首先是分配內存)。在將它們調入內存後，便分別為它們建立進程，使它們都成為可能獲得處理機的就緒進程，並按照一定的算法將它們插入就緒隊列。

(2) 進程調度。 進程調度的任務是從進程的就緒隊列中， 按照一定的算法選出一個進程，把處理機分配給它，併為它設置運行現場，使進程投入執行。值得提出的是，在多線程 OS中，通常是把線程作為獨立運行和分配處理機的基本單位，為此，須把就緒線程排成一個隊列，每次調度時，是從就緒線程隊列中選出一個線程，把處理機分配給它。

內存分配的主要任務是為每道程序分配內存空間，使它們“各得其所” ；提高存儲器的利用率，以減少不可用的內存空間；允許正在運行的程序申請附加的內存空間，以適應程序和數據動態增長的需要。

OS 在實現內存分配時，可採取靜態和動態兩種方式。在靜態分配方式中，每個作業的內存空間是在作業裝入時確定的；在作業裝入後的整個運行期間，不允許該作業再申請新的內存空間，也不允許作業在內存中“移動” 。在動態分配方式中，每個作業所要求的基本內存空間也是在裝入時確定的，但允許作業在運行過程中繼續申請新的附加內存空間，以適應程序和數據的動態增長，也允許作業在內存中“移動” 。為了實現內存分配，在內存分配的機制中應具有這樣的結構和功能：

(1) 內存分配數據結構。該結構用於記錄內存空間的使用情況，作為內存分配的依據；

(2) 內存分配功能。系統按照一定的內存分配算法為用户程序分配內存空間；

(3) 內存回收功能。系統對於用户不再需要的內存，通過用户的釋放請求去完成系統的回收功能。

設備分配的基本任務是根據用户進程的 I/O 請求、 系統的現有資源情況以及按照某種設備的分配策略，為之分配其所需的設備。如果在 I/O 設備和 CPU 之間還存在着設備控制器和 I/O 通道時，還須為分配出去的設備分配相應的控制器和通道。

為了實現設備分配，系統中應設置設備控制表、控制器控制表等數據結構，用於記錄設備及控制器的標識符和狀態。根據這些表格可以瞭解指定設備當前是否可用，是否忙碌，以供進行設備分配時參考。在進行設備分配時，應針對不同的設備類型而採用不同的設備分配方式。 對於獨佔設備(臨界資源)的分配， 還應考慮到該設備被分配出去後系統是否安全。在設備使用完後，應立即由系統回收。