操作系统原理：资源分类方法及虚拟资源使用的客观效果

资源分类的方法有多种，可以依据不同的标准，对各类资源进行分类。

1.物理资源和程序资源

在计算机系统资源中，某些资源是机器的组成部件，如中央处理机、主存、I/O通道、外部设备等。另外一些资源，则是程序设计与程序执行过程中形成的，如消息、服务（应用）程序或文件等。一般称前一类资源为物理资源，称后一类资源为程序资源。在计算机解决应用问题时，程序资源一定要用到物理资源（如存储器）。

2.单一访问入口的资源和多访问入口的资源

一般情况下，中央处理机、暂时用于某一进程的各存储器、私有文件或带有访问保护的共享文件、某些外部设备（如打印机、图形显示终端等）以及各类不可重入的服务程序等都属于单一访问入口的资源。单一访问入口的资源具有的特征是一次只能为一个进程使用。

带有多路选择的输入输出通道、可重入的程序与服务程序、某些被允许读出的文件（如公用文件）等都属于多访问入口的资源。多访问入口的资源可同时为多个进程共享使用。

3.等同资源(www.xing528.com)

对某类资源，可能有多个完全相同的设备，或称有多个实例。在某些条件下，申请者申请该类资源时，无论分配给他哪一个具体的设备，对申请者而言，都是等效的。在这种情况下，这些资源是等同的。例如，各台打印机、磁盘的各扇区，主存中的各块等都是一些等同资源。

4.虚拟资源

系统所管理的资源数量总是有限的，比如，只有一台CPU、一定容量的主存、数量一定的外部设备等，它们无法同时满足所有申请资源的要求。但是，人们却可以取得这样的效果，似乎每个进程都拥有它所申请的全部资源。这种客观效果是通过系统提供的虚拟资源的方法得到的。用户看到的资源并不是那些物理的、实际的资源，而是经过改造的、使用方便的虚拟资源。这不仅可以提高资源利用率，实现多用户共享，同时使用户能方便地、简单地使用资源，避免须对繁杂的物理设备特性了解后，才能使用设备的弊病。

如对于主存储器的使用，系统为用户提供逻辑地址空间，也就是提供虚拟存储器。用户只需用逻辑地址编程，而且地址空间大小不受限制。操作系统的存储管理功能为用户实现逻辑地址到物理地址的映射，并提供对主存的扩充。如果一个用户程序要求的存储空间很大，则只需将它的一部分安排在主存中，而其余部分留在外存上，并由操作系统自动实现这两类存储器之间的信息交换，从而为用户提供虚拟存储器。

类似地，系统可为用户提供虚拟外部设备。比如，像打印机这样的单一访问入口设备本来是只能为一个用户独占使用的，但为了满足多用户共享的需要，系统为用户提供虚拟打印机。操作系统的设备管理就要实现虚、实设备的转换。在这种情况下，一个进程与一台真正的打印机之间进行的信息交换，是分两步来完成的：①在进程控制之下，在主存与虚拟打印机之间进行信息交换；②在操作系统的假脱机系统（simultaneous peripheral operation on line，Spool）又称为外部设备联机同时操作控制之下，在物理的打印机和虚拟打印机之间进行信息交换。另外，设备管理还提供逻辑设备以方便用户的使用和提高资源的利用率。

对中央处理机而言，当多进程并发执行时，每一个进程就相当于一个逻辑处理机，它是一个独立的活动单位，进程控制块PCB中保留了进程动态运行时各种信息（如中央处理机现场信息）。当某一进程被调度到真正占用中央处理机时，物理的处理机和逻辑的处理机在此时便统一了。关于系统提供的各种虚拟资源及采用的技术，将在以后的章节中进一步介绍。