操作系统讲稿课件

第六章设备管理1.掌握设备管理的功能和任务；2.掌握设备的分类方法；3.掌握I/O控制的实现；4.掌握通道的功能、特点、类型及工作方式。本章重点：1.通道的工作方式；2.I/O控制系统的实现；3.虚拟设备技术。本章难点：

第六章设备管理1.掌握设备管理的功能和任务；本章重点：1.概述设备管理的任务和功能设备工作的I/O控制方式处理输入输出请求的步骤中断系统缓冲技术设备分配虚拟设备小结

概述6.1概述设备的技术特点：杂，五花八门，种类多，物理特性不同一、设备分类系统设备

：

用户设备：OS生成时已在系统中登记的标准设备

OS生成后由用户定义的非标准设备

1.按所属关系分

如：keyboard,CRT

如：实时系统中的A/D、D/A转换器等

6.1概述设备的技术特点：杂，五花八门，种类多，物理特性不同块设备

：

字符设备：磁盘、磁带、光盘

CRT、Printer、Keyboard

2.按信息传输的基本单位分

输入设备

：

输出设备：KeyboardPrinter3.按操作方式输入/输出设备：磁盘

块设备：字符设备：磁盘、磁带、光盘CRT、Print共享设备：

独占设备：磁盘（多道作业可以同时从该设备上存取信息）打印机4.按设备的分配特性存储设备

：

输入输出设备：磁带、磁盘、光盘等

键盘、打印机、CRT、绘图仪等

5.设备的使用特性终端设备：通用终端、专用终端、虚拟终端等脱机设备：共享设备：独占设备：磁盘（多道作业可以同时从该设备上打6.2设备管理的任务和功能一、基本任务选择和分配输入输出设备以便进行数据传输操作控制输入输出设备和CPU(或内存)之间交换数据为用户提供一个透明的接口，把用户和设备硬件特性分开，使得用户在编程时不必涉及具体硬件设备，系统按用户的要求控制设备工作。提高设备与设备之间、CPU与设备之间，以及进程与进程之间的并行操作程度，使操作系统获得最佳效率6.2设备管理的任务和功能一、基本任务选择和分配输入输出二、功能提供和进程管理系统之间的接口设备的分配与回收：设备的启动与中断处理：缓冲区的管理实现虚拟设备设备与设备、设备和CPU之间的并行操作：二、功能提供和进程管理系统之间的接口设备的分配与回收：6.3设备工作的I/O控制方式循环测试方式（程序直接控制方式）CPU与设备只能串行工作：由用户程序来直接控制内存或CPU和外设之间的信息传送。外设工作时，处理机不断通过一条测试指令测试外设工作是否完成。100％占CPU，CPU利用率低，。设备不能并行工作：不能发现和处理设备和其他硬件产生的错误：GO6.3设备工作的I/O控制方式循环测试方式（程序直接控制方外围设备接收到start命令做接收或发送数据准备准备完毕？否是标志触发器置“Done”等待CPU的下调指令CPU发送start命令设备标志触发器为“Done”？否等待是执行下条指令，开始数据传输R外围设备接收到start命令做接收或发送数据准备准备完毕？否中断方式：处理机与外围设备之间有中断请求线，设备控制器的控制状态寄存器设置中断允许位I/O设备1I/O控制器1数据线CPU地址线控制线I/O设备nI/O控制器n内存start控制状态寄存器启动位…中断位…数据缓冲寄存器中断方式：处理机与外围设备之间有中断请求线，设备I/O设备外围设备接收到start命令准备数据并将其置入缓冲寄存器缓冲寄存器满吗？否是控制器发中断信号CPU向设备发送start命令，将中断允许位置“1”收到中断信号了吗？否中断处理是被中断的程序执行调度程序调度其他进程其他进程执行外围设备接收到start命令准备数据并将其缓冲寄存否是控制器设备与设备可以并行，设备与CPU可以并行数据缓冲寄存器较小，一次数据传送过程中发生中断次数较多，CPU可能“陷入”中断。中断方式特点：设备与设备可以并行，设备与CPU可以并行数据缓冲寄存器较小，DMA控制方式：基本思想：在外设和内存之间开辟直接的数据交换通道DMA方式中，I/O控制器具有比中断方式和程序直接控制方式更强的功能。DMA方式除了控制状态寄存器和数据缓冲寄存器之外，还包括传送字节计数器、内存地址寄存器等。DMA方式通过窃取或挪用CPU指令周期的方式把数据缓冲寄存器中的数据直接送到内存地址寄存器所指向的内存区在数据块传送开始时需要CPU的启动指令，结束时发中断通知CPU，中间不需要CPU干预。DMA控制方式：基本思想：在外设和内存之间开辟直接的数据交I/O设备DMA控制器CPU内存start控制状态寄存器启动位…中断位…数据缓冲寄存器Int数据传送字节计数器内存地址寄存器I/O设备DMA控制器CPU内存start控制状态寄存器启动外围设备DMA控制器接收到start命令启动设备准备数据传送字节数=0？否是发中断信号，停止I/OCPU发送start命令，内存地址送入内存始址寄存器传送字节数送入字节寄存器将中断允许位置“1”收到中断信号了吗？否中断处理是调度程序调度其他进程被调度进程执行数据入数据缓冲寄存器缓冲寄存器内容入内存修改传送字节数、计数器、内存地址外围设备DMA控制器启动设备准备数据传送字节数=0？否是发中大大减少CPU处理次数数据传送是在DMA控制器的控制下不经过CPU控制完成。DMA方式特点：对外围设备的管理和某些操作仍然由CPU管，大中型机器中设备种类繁多，数量大，增加了CPU的负担。大大减少CPU处理次数数据传送是在DMA控制器的控制下不经过通道方式：以内存为中心，实现设备和内存直接交换数据的控制方式。数据传送方向、内存始址、传送长度等由通道控制，一个通道可以控制多台设备工作基本思想：通道是专管I/O操作的部件，控制设备与内存的数据交换，有自己的通道指令，这些通道指令受CPU启动，结束时向CPU发中断信号。通道方式：以内存为中心，实现设备和内存直接交换数据的控制方内存通道1通道2控制器1控制器2控制器3设备1设备2设备3通道连接方式：四级三连接内通道1通道2控制器1控制器2控制器3设备1设备2设备3通通道类型：适用于低速设备，如终端、打印机等字节多路通道：以字节为单位传输数据，可以同时控制多台外设工作。数组多路通道：以块为单位传输数据，可以同时控制多台外设工作。适用于中速块设备，如磁带机等数组选择通道：以块为单位传输数据，每次只能控制一台外设工作。适用于高速块设备，如磁盘机等通道类型：适用于低速设备，如终端、打印机等字节多路通道：通道方式的数据输入处理过程：当进程要求设备输入数据时，CPU发出Start指令指明I/O操作、设备号和对应通道。对应通道接收到CPU发来的启动指令Start之后，把存放在内存中的通道指令程序读出，设置对应设备的I/O控制器中的控制状态寄存器。设备根据通道指令的要求，把数据送往内存中的指定区域。若数据传送结束，I/O控制器通过中断请求线发中断信号请求CPU做中断处理。中断处理结束后CPU返回被中断的程序继续执行。通道方式的数据输入处理过程：当进程要求设备输入数据时，CP6.4处理输入输出请求的步骤(5)(4)(3)…用户进程PUSHCTRLPTRPUSHBUFFPTRCallIOCSBUFFERIOCS阻塞调用者验证I/O请求调用驱动程序校验状态激活调用者返回到调用者设备驱动程序初始化I/O传送数据返回IOCS（1）（2）6.4处理输入输出请求的步骤(5)(4)(3)…用户进程I6.5中断系统一、定义：在系统发生了非寻常或非预期的急需处理事件时，CPU中断当前程序，转去执行相应的事件处理程序。二、中断源：引起中断的事件。时钟、I/O，、违例、外部、故障、系统调用分类内外分类硬软分类自愿随机6.5中断系统一、定义：在系统发生了非寻常或非预期的急需处三、中断请求：中断源向CPU发出的请求中断处理信号四、中断相应：CPU收到中断请求后转相应的事件处理程序。中断相应关键是现场切换，由硬件完成。（1）将PSW等重要请求者的值送入内存。（2）把中断处理程序的PSW放入PSW。五、中断优先级：决定对中断源的响应次序。六、关中断：CPU内部的处理机状态字PSW的中断允许位被清除，从而不允许CPU相应中断。七、中断屏蔽：系统用软件方式有选择的封锁部分中断而允许其他中断得到响应。三、中断请求：中断源向CPU发出的请求中断处理信号四、中断八、中断的意义：（1）无中断，不能实现多道。（2）无中断，用户程序无法与OS程序联系。九、中断处理程序关中断保护现场分析中断原因，转中断处理程序执行中断处理程序恢复现场开中断返回中断点八、中断的意义：（1）无中断，不能实现多道。（2）无中断，6.6缓冲技术一、引入：提高CPU与外设的并行工作程度，解决CPU与外设速度严重不匹配的问题。二、缓冲实现硬：缓存软：缓冲区6.6缓冲技术一、引入：提高CPU与外设的并行工作程度，三、缓冲类型：1.单缓冲:CPU与外设之间设置一个BUFFER缓冲二者之间的速度差异。由于需要对缓冲区互斥使用，因此设备之间不能通过单缓冲实现并行2.双缓冲:CPU与外设之间设置两个BUFFER缓冲二者之间的速度差异可以实现两台外设、打印机和终端之间的并行；例如：其中一个缓冲区用于打印、另一个用于读入数据3.多缓冲:把多个缓冲区连接起来组成两部分，一部分专门用于输入，另一部分专门由于输出4.缓冲池:把多个缓冲区连接起来统一管理，即可用于输入，又可用于输出。（谁用谁申请）三、缓冲类型：1.单缓冲:CPU与外设之间设置一个BUFF6.7设备分配一、设备分配用的数据结构1、设备控制表DCT（DeviceControlTable）反映设备的特性、设备和I/O控制器的连接情况(每个设备一张)DCT在系统生成时或该设备与系统连接时创建，一般包括：①设备标识符：用来区别设备②设备类型：反映设备特性，例如：终端、字符、块③设备地址或设备号：④设备状态：工作还是空闲⑤等待队列指针：等待使用该设备的进程等待队列的队首和队尾指针。⑥I/O控制器指针：指向与该设备相连的I/O控制器6.7设备分配一、设备分配用的数据结构1、设备控制表DCT2、系统设备表SDT（SystemDeviceTable）记录已被连接到系统中的所有物理设备的情况，为每个物理设备设置一个表项，(整个系统一张)，一般包括：①DCT指针：指向设备的DCT②正在使用设备的进程标识：③设备类型和设备标识符：SDT的意义是反映系统中设备资源的状态，即：系统中有多少设备，多少空闲，非空闲设备分别分给了哪些进程？2、系统设备表SDT（SystemDeviceTable3、控制器表COCT（ControllerControlTable）反映了I/O控制器的使用状况以及和通道的连接情况等，DMA方式无。每个控制器一张，一般包括：①控制器标识符②控制器状态③指向相应通道表的指针：3、控制器表COCT（ControllerControl4、通道表CHCT（ChanalControlTable）每个通道一张，一般包括：①通道标识符②通道状态③等待该通道的队列指针：一个进程只有获得了通道，控制器和所需设备之后，才具有I/O操作的条件4、通道表CHCT（ChanalControlTable二、设备分配1、分配原则：充分发挥设备的使用效率避免由于不合理的分配方法造成的死锁要用户程序和具体物理设备隔离开2.分配方式静态分配：用户作业开始之前，系统一次性分配所有设备、控制器、通道。无死锁、效率低动态分配：进程执行过程中根据需要进行分配。效率高，可能引起死锁二、设备分配1、分配原则：充分发挥设备的使用效率避免由于不3、分配技术：独占共享虚拟4.分配策略先请求先分配优先级高者优先分配3、分配技术：独占共享虚拟4.分配策略先请求先分配三、设备分配程序1、分配设备2、分配控制器3、分配通道三、设备分配程序1、分配设备2、分配控制器3、分配通道进程P发出I/O请求搜索SDT找到DCT指针该设备忙吗？是进程P按分配策略入I/O等待队列否按分配策略选取占据该设备的进程进程P被选中？否进程P等待该设备空闲检查该设备分配给进程P的安全性是安全吗？否是设备分给进程P查找COCT指针11控制器忙吗？是否控制器分给进程P进程P等待控制器查找CHCT指针通道忙吗？否通道分给进程P进程P等待通道启动I/O是进程P发出I/O请求搜索SDT找到DCT指针该设备忙吗？是进6.8虚拟设备

1、引入：为解决多道程序系统中可能因独占设备的数量不足，速度慢的问题，或长时间等待的问题，人们想到了利用大容量、可共享的外存。2、实现：利用共享设备模拟独占设备，这种模拟对用户是完全透明的。预输入：在输入设备空闲的时候，把作业或进程执行中需要的数据放到共享设备的一块区域中保存。当进程在执行过程中需要这些数据时，是从共享设备，而不是从独占设备输入缓输出：当进程或作业有信息输出时，系统不是把这些信息在输出设备上输出，而是把这些输出写到共享设备的一块区域中，然后继续进程的执行。当输出设备空闲时，再从共享设备的这块区域中取出数据输出SimultaneousPeripheralOperationsOnLine（SPOOLING）6.8虚拟设备1、引入：为解决多道程序系统中可能因独占设备6．9小结

设备分类：所属关系、信息传输单位、操作方式、设备分配特性、设备使用特性设备管理的基本任务和功能设备工作的I/O控制方式、通道的类型，分别适用于哪类设备？处理输入输出请求的步骤中断系统：中断定义、中断源、请求、响应、优先级、关、屏蔽、意义、处理缓冲引入、实现、类型设备分配数据结构、原则、策略、方式、程序虚拟设备6．9小结设备分类：所属关系、信息传输单位、操作方式、6．10综合练习

在某多道程序系统中，供用户使用的内存空间有100K，磁带机2台，打印机1台。系统采用可变式分区分配方式管理内存，对磁带机和打印机采用集体爱分配方式，并假设输入/输出操作的时间忽略不计。现有一作业序列如下表所示。作业号到达时间要求运行时间要求内存量申请磁带机数申请打印机数123458:008:208:208:308:3525分10分20分20分15分15K30K60K20K10K1011111001假设作业调度采用先来先服务算法，优先分配内存的低地址区域且不准移动已在内存中的作业，在内存中的作业平均分配CPU时间，问（1）作业调度次序是什么？（2）最大和最小作业周转时间分别是多少？(3)作业全部执行完成的时间是多少？6．10综合练习在某多道程序系统中，供用户使用的内存空2.有一页式系统，其页表存放在主存中。（1）如果对主存的一次存取需要1.5微秒，试问实现一次页面访问的存取时间是多少？（2）如果系统加有快表，平均命中率为85%，当页表在快表中时，其查找时间忽略为0，试问此时的存取时间为多少？3.在一分页存储管理系统中，逻辑地址长度为16位，页面大小为4096字节，现有一逻辑地址为2F6AH，且第0、1、2页依次存放在物理块5、10、11中，问相应的物理地址为多少？4.在某计算机系统中，其屏幕显示分辨率为640*480，若要存储一屏256色的图像，需要多少字节存储空间？5.在某计算机系统中，时钟中断处理程序每次执行的时间为2ms（包括进程切换开销），若时钟中断频率为60Hz，试问CPU用于中断处理的时间比率为多少？2.有一页式系统，其页表存放在主存中。第六章设备管理1.掌握设备管理的功能和任务；2.掌握设备的分类方法；3.掌握I/O控制的实现；4.掌握通道的功能、特点、类型及工作方式。本章重点：1.通道的工作方式；2.I/O控制系统的实现；3.虚拟设备技术。本章难点：

第六章设备管理1.掌握设备管理的功能和任务；本章重点：1.概述设备管理的任务和功能设备工作的I/O控制方式处理输入输出请求的步骤中断系统缓冲技术设备分配虚拟设备小结

概述6.1概述设备的技术特点：杂，五花八门，种类多，物理特性不同一、设备分类系统设备

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用户设备：OS生成时已在系统中登记的标准设备

OS生成后由用户定义的非标准设备

1.按所属关系分

如：keyboard,CRT

如：实时系统中的A/D、D/A转换器等

6.1概述设备的技术特点：杂，五花八门，种类多，物理特性不同块设备

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字符设备：磁盘、磁带、光盘

CRT、Printer、Keyboard

2.按信息传输的基本单位分

输入设备

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输出设备：KeyboardPrinter3.按操作方式输入/输出设备：磁盘

块设备：字符设备：磁盘、磁带、光盘CRT、Print共享设备：

独占设备：磁盘（多道作业可以同时从该设备上存取信息）打印机4.按设备的分配特性存储设备

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输入输出设备：磁带、磁盘、光盘等

键盘、打印机、CRT、绘图仪等

5.设备的使用特性终端设备：通用终端、专用终端、虚拟终端等脱机设备：共享设备：独占设备：磁盘（多道作业可以同时从该设备上打6.2设备管理的任务和功能一、基本任务选择和分配输入输出设备以便进行数据传输操作控制输入输出设备和CPU(或内存)之间交换数据为用户提供一个透明的接口，把用户和设备硬件特性分开，使得用户在编程时不必涉及具体硬件设备，系统按用户的要求控制设备工作。提高设备与设备之间、CPU与设备之间，以及进程与进程之间的并行操作程度，使操作系统获得最佳效率6.2设备管理的任务和功能一、基本任务选择和分配输入输出二、功能提供和进程管理系统之间的接口设备的分配与回收：设备的启动与中断处理：缓冲区的管理实现虚拟设备设备与设备、设备和CPU之间的并行操作：二、功能提供和进程管理系统之间的接口设备的分配与回收：6.3设备工作的I/O控制方式循环测试方式（程序直接控制方式）CPU与设备只能串行工作：由用户程序来直接控制内存或CPU和外设之间的信息传送。外设工作时，处理机不断通过一条测试指令测试外设工作是否完成。100％占CPU，CPU利用率低，。设备不能并行工作：不能发现和处理设备和其他硬件产生的错误：GO6.3设备工作的I/O控制方式循环测试方式（程序直接控制方外围设备接收到start命令做接收或发送数据准备准备完毕？否是标志触发器置“Done”等待CPU的下调指令CPU发送start命令设备标志触发器为“Done”？否等待是执行下条指令，开始数据传输R外围设备接收到start命令做接收或发送数据准备准备完毕？否中断方式：处理机与外围设备之间有中断请求线，设备控制器的控制状态寄存器设置中断允许位I/O设备1I/O控制器1数据线CPU地址线控制线I/O设备nI/O控制器n内存start控制状态寄存器启动位…中断位…数据缓冲寄存器中断方式：处理机与外围设备之间有中断请求线，设备I/O设备外围设备接收到start命令准备数据并将其置入缓冲寄存器缓冲寄存器满吗？否是控制器发中断信号CPU向设备发送start命令，将中断允许位置“1”收到中断信号了吗？否中断处理是被中断的程序执行调度程序调度其他进程其他进程执行外围设备接收到start命令准备数据并将其缓冲寄存否是控制器设备与设备可以并行，设备与CPU可以并行数据缓冲寄存器较小，一次数据传送过程中发生中断次数较多，CPU可能“陷入”中断。中断方式特点：设备与设备可以并行，设备与CPU可以并行数据缓冲寄存器较小，DMA控制方式：基本思想：在外设和内存之间开辟直接的数据交换通道DMA方式中，I/O控制器具有比中断方式和程序直接控制方式更强的功能。DMA方式除了控制状态寄存器和数据缓冲寄存器之外，还包括传送字节计数器、内存地址寄存器等。DMA方式通过窃取或挪用CPU指令周期的方式把数据缓冲寄存器中的数据直接送到内存地址寄存器所指向的内存区在数据块传送开始时需要CPU的启动指令，结束时发中断通知CPU，中间不需要CPU干预。DMA控制方式：基本思想：在外设和内存之间开辟直接的数据交I/O设备DMA控制器CPU内存start控制状态寄存器启动位…中断位…数据缓冲寄存器Int数据传送字节计数器内存地址寄存器I/O设备DMA控制器CPU内存start控制状态寄存器启动外围设备DMA控制器接收到start命令启动设备准备数据传送字节数=0？否是发中断信号，停止I/OCPU发送start命令，内存地址送入内存始址寄存器传送字节数送入字节寄存器将中断允许位置“1”收到中断信号了吗？否中断处理是调度程序调度其他进程被调度进程执行数据入数据缓冲寄存器缓冲寄存器内容入内存修改传送字节数、计数器、内存地址外围设备DMA控制器启动设备准备数据传送字节数=0？否是发中大大减少CPU处理次数数据传送是在DMA控制器的控制下不经过CPU控制完成。DMA方式特点：对外围设备的管理和某些操作仍然由CPU管，大中型机器中设备种类繁多，数量大，增加了CPU的负担。大大减少CPU处理次数数据传送是在DMA控制器的控制下不经过通道方式：以内存为中心，实现设备和内存直接交换数据的控制方式。数据传送方向、内存始址、传送长度等由通道控制，一个通道可以控制多台设备工作基本思想：通道是专管I/O操作的部件，控制设备与内存的数据交换，有自己的通道指令，这些通道指令受CPU启动，结束时向CPU发中断信号。通道方式：以内存为中心，实现设备和内存直接交换数据的控制方内存通道1通道2控制器1控制器2控制器3设备1设备2设备3通道连接方式：四级三连接内通道1通道2控制器1控制器2控制器3设备1设备2设备3通通道类型：适用于低速设备，如终端、打印机等字节多路通道：以字节为单位传输数据，可以同时控制多台外设工作。数组多路通道：以块为单位传输数据，可以同时控制多台外设工作。适用于中速块设备，如磁带机等数组选择通道：以块为单位传输数据，每次只能控制一台外设工作。适用于高速块设备，如磁盘机等通道类型：适用于低速设备，如终端、打印机等字节多路通道：通道方式的数据输入处理过程：当进程要求设备输入数据时，CPU发出Start指令指明I/O操作、设备号和对应通道。对应通道接收到CPU发来的启动指令Start之后，把存放在内存中的通道指令程序读出，设置对应设备的I/O控制器中的控制状态寄存器。设备根据通道指令的要求，把数据送往内存中的指定区域。若数据传送结束，I/O控制器通过中断请求线发中断信号请求CPU做中断处理。中断处理结束后CPU返回被中断的程序继续执行。通道方式的数据输入处理过程：当进程要求设备输入数据时，CP6.4处理输入输出请求的步骤(5)(4)(3)…用户进程PUSHCTRLPTRPUSHBUFFPTRCallIOCSBUFFERIOCS阻塞调用者验证I/O请求调用驱动程序校验状态激活调用者返回到调用者设备驱动程序初始化I/O传送数据返回IOCS（1）（2）6.4处理输入输出请求的步骤(5)(4)(3)…用户进程I6.5中断系统一、定义：在系统发生了非寻常或非预期的急需处理事件时，CPU中断当前程序，转去执行相应的事件处理程序。二、中断源：引起中断的事件。时钟、I/O，、违例、外部、故障、系统调用分类内外分类硬软分类自愿随机6.5中断系统一、定义：在系统发生了非寻常或非预期的急需处三、中断请求：中断源向CPU发出的请求中断处理信号四、中断相应：CPU收到中断请求后转相应的事件处理程序。中断相应关键是现场切换，由硬件完成。（1）将PSW等重要请求者的值送入内存。（2）把中断处理程序的PSW放入PSW。五、中断优先级：决定对中断源的响应次序。六、关中断：CPU内部的处理机状态字PSW的中断允许位被清除，从而不允许CPU相应中断。七、中断屏蔽：系统用软件方式有选择的封锁部分中断而允许其他中断得到响应。三、中断请求：中断源向CPU发出的请求中断处理信号四、中断八、中断的意义：（1）无中断，不能实现多道。（2）无中断，用户程序无法与OS程序联系。九、中断处理程序关中断保护现场分析中断原因，转中断处理程序执行中断处理程序恢复现场开中断返回中断点八、中断的意义：（1）无中断，不能实现多道。（2）无中断，6.6缓冲技术一、引入：提高CPU与外设的并行工作程度，解决CPU与外设速度严重不匹配的问题。二、缓冲实现硬：缓存软：缓冲区6.6缓冲技术一、引入：提高CPU与外设的并行工作程度，三、缓冲类型：1.单缓冲:CPU与外设之间设置一个BUFFER缓冲二者之间的速度差异。由于需要对缓冲区互斥使用，因此设备之间不能通过单缓冲实现并行2.双缓冲:CPU与外设之间设置两个BUFFER缓冲二者之间的速度差异可以实现两台外设、打印机和终端之间的并行；例如：其中一个缓冲区用于打印、另一个用于读入数据3.多缓冲:把多个缓冲区连接起来组成两部分，一部分专门用于输入，另一部分专门由于输出4.缓冲池:把多个缓冲区连接起来统一管理，即可用于输入，又可用于输出。（谁用谁申请）三、缓冲类型：1.单缓冲:CPU与外设之间设置一个BUFF6.7设备分配一、设备分配用的数据结构1、设备控制表DCT（DeviceControlTable）反映设备的特性、设备和I/O控制器的连接情况(每个设备一张)DCT在系统生成时或该设备与系统连接时创建，一般包括：①设备标识符：用来区别设备②设备类型：反映设备特性，例如：终端、字符、块③设备地址或设备号：④设备状态：工作还是空闲⑤等待队列指针：等待使用该设备的进程等待队列的队首和队尾指针。⑥I/O控制器指针：指向与该设备相连的I/O控制器6.7设备分配一、设备分配用的数据结构1、设备控制表DCT2、系统设备表SDT（SystemDeviceTable）记录已被连接到系统中的所有物理设备的情况，为每个物理设备设置一个表项，(整个系统一张)，一般包括：①DCT指针：指向设备的DCT②正在使用设备的进程标识：③设备类型和设备标识符：SDT的意义是反映系统中设备资源的状态，即：系统中有多少设备，多少空闲，非空闲设备分别分给了哪些进程？2、系统设备表SDT（SystemDeviceTable3、控制器表COCT（ControllerControlTable）反映了I/O控制器的使用状况以及和通道的连接情况等，DMA方式无。每个控制器一张，一般包括：①控制器标识符②控制器状态③指向相应通道表的指针：3、控制器表COCT（ControllerControl4、通道表CHCT（ChanalControlTable）每个通道一张，一般包括：①通道标识符②通道状态③等待该通道的队列指针：一个进程只有获得了通道，控制器和所需设备之后，才具有I/O操作的条件4、通道表CHCT（ChanalControlTable二、设备分配1、分配原则：充分发挥设备的使用效率避免由于不合理的分配方法造成的死锁要用户程序和具体物理设备隔离开2.分配方式静态分配：用户作业开始之前，系统一次性分配所有设备、控制器、通道。无死锁、效率低动态分配：进程执行过程中根据需要进行分配。效率高，可能引起死锁二、设备分配1、分配原则：充分发挥设备的使用效率避免由于不3、分配技术：独占共享虚拟4.分配策略先请求先分配优先级高者优先分配3、分配技术：独占共享虚拟4.分配策略先请求先分配三、设备分配程序1、分配设备2、分配控制器3、分配通道三、设备分配程序1、分配设备2、分配控制器3、分配通道进程P发出I/O请求搜索SDT找到DCT指针该设备忙吗？是进程P按分配策略入I/O等待队列否按分配策略选取占据该设备的进程进程P被选中？否进程P等待该设备空闲检查该设备分配给进程P的安全性是安全吗？否是设备分给进程P查找COCT指针11控制器忙吗？是否控制器分给进程