第11章设备管理

1、 Such as , ,and so on; Such as , , , and so on;11.2 ORGANIZATION OF THE I/O FUNCTION 单总线、分离的单总线、分离的DMA单总线、集成的单总线、集成的DMA-I/OI/O总线总线 C CP PU U 存存储储器器 D DM MA A 磁磁盘盘 打打印印机机 键键 盘盘 其其 它它 控控制制器器 控控制制器器 控控制制器器 控控 制制器器 控控 制制 器器微微型型和和小小型型计计算算机机 I I/ /O O 子子系系统统的的组组成成 设设 备备 I I/ /O O 控控 制制 器器 设设 备备 I I/ /O O

2、通通 道道 设设 备备 I I/ /O O 控控 制制 器器 设设 备备主主 机机 设设 备备 I I/ /O O 控控 制制 器器 设设 备备 I I/ /O O 通通 道道 设设 备备 I I/ /O O 控控 制制 器器 设设 备备中中 型型 和和 大大 型型 计计 算算 机机 I I/ /O O 子子 系系 统统 的的 组组 成成 通用性(Generality)各种物理 I/O设备千差万别的构造细节以及种类繁多的操作命令令应用程序员们望而生畏。人们希望OS设备管理模块能够屏蔽各种物理 I/O设备千差万别的构造细节并用几个简洁的、统一的操作命令取代各种物理 I/O设备种类繁多的操作命令。

3、 效率(Efficiency)慢速的 I/O设备一直是制约计算机系统工作效率的瓶颈。人们希望OS设备管理模块能够突破这一瓶颈从而提高计算机系统的工作效率。Logical Structure of the I/O Function(I/O功能的逻辑结构功能的逻辑结构) 外外部部设设备备 O OS S 用用户户进进程程In Move单单缓缓冲冲区区外外部部设设备备 O OS S 用用户户进进程程In Move双双缓缓冲冲区区外外部部设设备备 O OS S 用用户户进进程程In Move循循环环缓缓冲冲区区 处理机的速度和主存速度远远超过磁盘访问速度。 提高磁盘存储子系统的性能是至关重要的。 与磁盘

4、性能有关的主要参数是：寻道时间、旋转延迟时间、传送时间。：1）寻道时间： 这是指把磁臂（磁头）移动到指定磁道上所经历的时间。 2）旋转延迟时间： 这是指定扇区移动到磁头下面所经历的时间。 3）传输时间： 这是指把数据从磁盘读出或向磁盘写入数据所经历的时间。 磁盘是可供多个进程共享的设备，当有多个进程都要求访问磁盘时，应采用一种最佳调度算法，以使各进程对磁盘的平均访问时间最小。 目前常用的磁盘调度算法有： 先来先服务先来先服务FCFS 根据进程请求访问磁盘的先后次序进行调度。是公平、简单，且每个进程的请求都能依次地得到处理，不会出现某一进程的请求长期得不到满足的情况。 先来先服务先来先服务FCF

5、S （见表11.2 P467 见表11.3 P468)最短寻道时间优先最短寻道时间优先SSTF 该算法选择这样的进程，其要求访问的磁道，与当前磁头所在的磁道距离最近，以使每次的寻道时间最短， SSTF算法虽然能获得较好的寻道性能，但却可能导致某个进程发生“饥饿”现象。 最短寻道时间优先最短寻道时间优先(SSTF)示意表和图示意表和图 （见表11.3 P467图11.7 P469 ）扫描（扫描（SCAN）算法）算法 该算法优先考虑的是磁头当前的移动方向。例如，磁头自里向外移动, 并同时自里向外地访问，直至再无更外的磁道需要访问时，才将磁臂换向自外向里移动。（又常称之为电梯调度算法 ） 扫描（扫描（SCAN）算法）算法（见表11.3 P467 见表11.7 P469）循环扫描（循环扫描（CSCAN）算法）算法 CSCAN算法规定磁头单向移动，例如，只是自里向外移动，当磁头移到最外的磁道并访问后，磁头立即返回到最里的欲访问磁道，亦即将最小磁道号紧接着最大磁道号构成循环，进行循环扫描。 循环扫描（循环扫描（CSCAN）算法）算法(见表11.3 P467 见表11.3) 通过多个磁盘,多个独立的I/O请求可以并行地进行处理,只要他们所需的数据驻留在不同的磁盘中,这样可以提高系统的性能. 可