中国科学技术大学：《高级操作系统 Advanced Operating System》课程教学资源（PPT课件讲稿）第五章 分布式资源管理

第五章分布式资源管理 ■资源管理的基本概念 集中分布资源管理 完全分布资源管理 2021/2/6 2

2021/2/6 2 第五章 分布式资源管理 ◼ 资源管理的基本概念 ◼ 集中分布资源管理 ◼ 完全分布资源管理

第五章分布式资源管理 5.1资源管理的基本概念 分布式0S和单机(集中式)0S的主要区别: ■资源管理 ■进程通信 系统结构 资源管理是操作系统的一项主要任务: ■单机0S的资源管理:采用一类资源由一个资源 管理者来管的集中式管理方式。例如,所有内 存都由存储管理负责分配和释放;所有行打机 由打印机管理负责打印等等 2021/2/6

2021/2/6 3 第五章 分布式资源管理 5.1 资源管理的基本概念 分布式OS和单机（集中式）OS的主要区别： ◼ 资源管理 ◼ 进程通信 ◼ 系统结构 资源管理是操作系统的一项主要任务： ◼ 单机OS的资源管理：采用一类资源由一个资源 管理者来管的集中式管理方式。例如，所有内 存都由存储管理负责分配和释放；所有行打机 由打印机管理负责打印等等

第五章分布式资源管理 5.1资源管理的基本概念 在分布式计算机系统中,由于系统资源是 分布在各台计算机上的,若一类资源归一个管 理者来管里会使性能很差。假如,系统中各台 计算机的存储资源由位于某台计算机上的资源 管理者来管,那么,不论谁申请存储资源,即 使申请的是自己计算机上的资源,都必须发信 给存储管理,这就大大增加了系统开销。如果 存储管理所在那台计算机坏了,系统便会瘫痪。 由此可见,分布式操作系统采用集中式方式来 管理资源,不仅开销大,而且鲁棒性差 2021/2/6 4

2021/2/6 4 第五章 分布式资源管理 5.1 资源管理的基本概念 在分布式计算机系统中，由于系统资源是 分布在各台计算机上的，若一类资源归一个管 理者来管里会使性能很差。假如，系统中各台 计算机的存储资源由位于某台计算机上的资源 管理者来管，那么，不论谁申请存储资源，即 使申请的是自己计算机上的资源，都必须发信 给存储管理，这就大大增加了系统开销。如果 存储管理所在那台计算机坏了，系统便会瘫痪。 由此可见，分布式操作系统采用集中式方式来 管理资源，不仅开销大，而且鲁棒性差

第五章分布式资源管理 5.1资源管理的基本概念 分布式0S的管理:分布式操作系统采用一类资源 多个管理者的方式。例如,系统有若干个位于 不同计算机上的文件管理。它们可以共同管理 也可以分别管理系统中的文件。 两种分布式管理方式: ■集中分布管理:一类资源由多个管理者管理, 但每个具体资源只存在唯一的一个管理者对其 负责。比如上述文件管理,尽管系统有多个文 件管理,但每个文件只依属于一个文件管理 2021/2/6 5

2021/2/6 5 第五章 分布式资源管理 5.1 资源管理的基本概念 分布式OS的管理：分布式操作系统采用一类资源 多个管理者的方式。例如，系统有若干个位于 不同计算机上的文件管理。它们可以共同管理， 也可以分别管理系统中的文件。 两种分布式管理方式： ◼ 集中分布管理：一类资源由多个管理者管理， 但每个具体资源只存在唯一的一个管理者对其 负责。比如上述文件管理，尽管系统有多个文 件管理，但每个文件只依属于一个文件管理

第五章分布式资源管理 5.1资源管理的基本概念 换言之,在集中分布式管理下,使用某个文件 必须也仅需通过与其依属的某个文件管理 完全分布式管理方式:一类资源由多个管理者 管理,但一个资源由多个管理者共同管理。假 如一份文件有若干分文件副本,这些副本分别 受管于不同的文件管理。为了保证各副本的 致性,当一份副本正在被修改时,其它各副本 应被禁止使用。因此,当一个文件管理接到使 用文件的申请时,它只在和管理该文件其它副 本的管理者协商之后,才能决定是否让申请者 2021/2/6 6

2021/2/6 6 第五章 分布式资源管理 5.1 资源管理的基本概念 换言之，在集中分布式管理下，使用某个文件 必须也仅需通过与其依属的某个文件管理。 ◼ 完全分布式管理方式：一类资源由多个管理者 管理，但一个资源由多个管理者共同管理。假 如一份文件有若干分文件副本，这些副本分别 受管于不同的文件管理。为了保证各副本的一 致性，当一份副本正在被修改时，其它各副本 应被禁止使用。因此，当一个文件管理接到使 用文件的申请时，它只在和管理该文件其它副 本的管理者协商之后，才能决定是否让申请者

第五章分布式资源管理 5.1资源管理的基本概念 使用文件。在这种情况下,一个具有多副本的 文件资源是由多个文件管理共同管理的 n分布式和集中式管理方式的主要区别:对同类 资源采用多个管理者还是一个管理者 n集中分布式和完全分布式管理方式的区别:前 者对所管资源拥有完全控制权,一类资源中的 每一个资源仅受控于一个资源管理者;而后者 对所管资源仅有部分控制权,不仅一类资源存 在多个管理者,而且该类中每个资源都由多个 管理者共同控制。 2021/ 7

2021/2/6 7 第五章 分布式资源管理 5.1 资源管理的基本概念 使用文件。在这种情况下，一个具有多副本的 文件资源是由多个文件管理共同管理的。 ◼ 分布式和集中式管理方式的主要区别：对同类 资源采用多个管理者还是一个管理者。 ◼ 集中分布式和完全分布式管理方式的区别：前 者对所管资源拥有完全控制权，一类资源中的 每一个资源仅受控于一个资源管理者；而后者 对所管资源仅有部分控制权，不仅一类资源存 在多个管理者，而且该类中每个资源都由多个 管理者共同控制

第五章分布式资源管理 5.1资源管理的基本概念 图5-1给出了这三种不同的资源管理方式 的示意。图中,一点表示一个资源;圈表示相 应的资源管理,它管理圈内的资源。采用集中 管理方式时,一类资源只有一个管理者,它控 制该类全部资源。采用集中分布管理方式时, 一类资源由多个管理者来管,但每一个资源只 受控于一个管理者。采用完全分布管理方式时, 不仅一类资源存在多个管理者,而且该类中每 个资源都由多个管理者对其控制 2021/2/6 8

2021/2/6 8 第五章 分布式资源管理 5.1 资源管理的基本概念 图5－1给出了这三种不同的资源管理方式 的示意。图中，一点表示一个资源；圈表示相 应的资源管理，它管理圈内的资源。采用集中 管理方式时，一类资源只有一个管理者，它控 制该类全部资源。采用集中分布管理方式时， 一类资源由多个管理者来管，但每一个资源只 受控于一个管理者。采用完全分布管理方式时， 不仅一类资源存在多个管理者，而且该类中每 个资源都由多个管理者对其控制

第五章分布式资源管理 5.1资源管理的基本概念 (a)集中管理方式,(b)集中分布管理方式, (c)完全分布管理方式 图5-1资源管理的三种方式 2021/2/6

2021/2/6 9 第五章 分布式资源管理 5.1 资源管理的基本概念 （a）集中管理方式，（b）集中分布管理方式， （c）完全分布管理方式 图5－1 资源管理的三种方式 (b) (a) (c)

第五章分布式资源管理 5.1资源管理的基本概念 集中分布管理方式比较容易实现,因为每 个管理者管理资源的方式和集中管理方式基本 上一样。完全分布管理方式实现起来比较复杂 为了保证系统的鲁棒性,对某些资源(例如共 享文件)必须采用完全分布管理方式。 从两种管理方式的角度来考虑系统资源的 划分,资源可分为两大类: ■和处理机紧密相连的资源:如存储单元、显示 器、硬盘以及与计算机连接的打印机等,当与 2021/2/6 10

2021/2/6 10 第五章 分布式资源管理 5.1 资源管理的基本概念 集中分布管理方式比较容易实现，因为每 个管理者管理资源的方式和集中管理方式基本 上一样。完全分布管理方式实现起来比较复杂。 为了保证系统的鲁棒性，对某些资源（例如共 享文件）必须采用完全分布管理方式。 从两种管理方式的角度来考虑系统资源的 划分，资源可分为两大类： ◼ 和处理机紧密相连的资源：如存储单元、显示 器、硬盘以及与计算机连接的打印机等，当与

第五章分布式资源管理 5.1资源管理的基本概念 它们紧密相连的计算机失效时,这些资源也就 失效了。对于这种类型的资源往往采用集中分 布管理方式。资源的管理者就放在被管理资源 所连的那台处理机上。 ■和处理机关系不甚紧密的资源:如多副本文件。 与多台处理机相连的打印机等,当一台处理机 失效时,通过别的处理机仍可使用这类资源。 对于这种类型的资源,往往采用完全分布管理 方式。 2021/2/6

2021/2/6 11 第五章 分布式资源管理 5.1 资源管理的基本概念 它们紧密相连的计算机失效时，这些资源也就 失效了。对于这种类型的资源往往采用集中分 布管理方式。资源的管理者就放在被管理资源 所连的那台处理机上。 ◼ 和处理机关系不甚紧密的资源：如多副本文件。 与多台处理机相连的打印机等，当一台处理机 失效时，通过别的处理机仍可使用这类资源。 对于这种类型的资源，往往采用完全分布管理 方式