设备管理基础和设备管理概述

§8.1设备管理基础一、设备：除开cpu以及内存以外的所有设备(I/O设备，系统支持设备等)。(a)外部设备：打印机、显示器、光盘、磁盘(硬、软)、键盘、磁带、通讯设备(老式磁鼓、卡片机等)(b)计算机设备如何与外设相连i)适配器(adaptr):I/O接口：每个I/O子系统都是由I/O设备I/O接口组成I/o设备是为computer执行某种特定功能(打印显示、存或取数据)，而I/o接口是控制I/o设备按cpu的命令工作，它也负责把computer的数据格式转换成I/o设备所要求的格式(或相反)，同时还负责发送中断请求并接受处理机发出的中断响应回答等工作，I/o接口还为I/o设备提供了数据缓冲的功能。I/O接口中通常包含数据缓冲寄存器状态寄存器I/O接口常与CPU、存储器做在同一块主板上。CPUPRN卡显示卡M常用适配卡：1)磁盘驱动器卡、CD－ROM接口卡2)显示卡(彩显、单显)3)扫描仪接口卡4)声卡、汉卡5)防病毒卡ii)I/O处理器(Iop)输入输出处理机又称通道，在大型机的结构中和通常的教科书中，术语“通道”专指专门用来负责输入输出工作的处理机(简称IO处理机)。比起中央处理机CPU来，通道是一个比CPU功能较弱、速度较慢、价格较为便宜的处理机。IO处理机和CPU共享主存储器。在微型计算机中，IO处理机并不是通道，它就称为IO处理机。因为微型计算机中，“通道”指DMA或与I/O处理机相连设备的单纯的数据传递通路，并不具有处理机的功能。(a)按所属关系系统设备–––在o.s生成时已登记于系统中的标准设备用户设备–––在o.s生成时未已登记于系统中的非标准设备二、设备的简单分类(b)按资源分：独占设备–––低速(打印机)共享设备–––磁盘虚拟设备–––spooling技术人们们常常通通过过共共享享设设备备来来模模拟拟独独占占型型设设备备的的动动作作，，使使独独占占型型设设备备成成为为共共享享设设备备，，从从而而提提高高了了设设备备利利用用率率和和系系统统的的效效率率，，这这种种技技术术被被称称为为虚虚拟拟设设备备技技术术，，实实现现这这一一技技术术的的硬硬件件和和软软件件系系统统被被称称为为SPOOL，或称为假脱机机系统。假定某系统的的全部行式打打印机采用了了虚拟设备技技术(即使用了SPOOL技术)，当某某进程要求打打印输出时，，输出SPOOL并不是是把某台打印印机分配给该该进程，而是是在某共享设设备(磁盘)上的输出SPOOL存存储区中，为为其分配一块块存储空间，，同时为该进进程的输出数数据建立一个个文件(文件件名可缺省)。该进程的的输出数据实实际上并未从从打印机上输输出，而只是是以文件形式式输出，并暂暂存放在输出出SPOOL存储区中。。这个输出文文件实际上相相当于虚拟的的行式打印机机。各进程的的输出都以文文件形式暂时时存放在输出出SPOOL存储区中并并形成了一个个输出队列，，由输出SPOOL控制制打印机进程程，依次将输输出队列中的的各进程的输输出文件最后后实际地打印印输出。SPOOL系统的特点：：1.用户进程并未未真正分得打打印机，或者者说打印机并并未分给某个个进程独占地地使用。2.用户进程实际际被发给的不不是打印设备备，而是共享享设备中的一一个存储区，，即虚拟设备备。3.独享设备使用用效率提高了了，从而系统统效率也提高高了。该输出SPOOL的程序结构大大致可描述如如下：beginrepeatif“输出队列为空空”thenWAIT““从输输出队列取下下一个文件””；““打开该文文件”；beginrepeat“从磁盘缓冲冲区中读一文文件行”；““打印该文件件输出行”；；““等待打印印机完成中断断”；until(endoffile)endforeverend本程序中主要要是输出SPOOL的打印发送部部分––––由输出队队列中逐个打打印输出。通通常还应有接接收部分––––将用用户进程的输输出放入输出出队列，并为为之建立输出出文件。这部部分可与文件件系统结合，，在此从略。。(c)按基基本信息单位位分：字符设备–––处理信息以字字符为单位，，慢(打印机)块设备–––以一组数据为为单位(512字节)，快(磁盘)三、部分设设备特性简介介：(i)磁盘－软盘、、硬盘参数：驱动器器(A.B.C)，面(磁头号)，磁道(柱柱面号)，扇扇区例：磁头读写位置磁道1.虽然同样的扇扇区由于所处处的磁道位置置不同，其实实际的物理长长度不同，(离园心近的磁磁道上的扇区区长度小于离离园心远的)但它们所记录录的信息量却却是相等，512个字节/每扇区。2.设备管理：接接道和扇区进进行读写。对对磁盘迭中的的一个物理记记录进行定位位。需要三个个参数：(1)柱面号(2)磁头号(3)扇区号3.磁盘容量的计计算：1)表格(容量，道，扇扇区面对照表表)容量磁道扇区面360k0~391~9双面(0,1)1.2M0~791~15双面(0,1)1.44M0~791~18双面(0,1)2)计算:360k软盘：2×40×9×0.5k＝360k1.2M软盘：2×80×15××0.5k＝＝1.2M1.44M软盘：2×80×18××0.5k＝＝1.44MA.MS－DOS中文件的逻辑辑结构是流式式文件结构，，即文件存储储结构采用链链接文件结构构，但链接指指针不是保存存在文件的信信息块中，而而是集中保存存在文件定位位表FAT中中。在MS－－DOS中盘盘空间的分配配单位是“簇簇”，簇簇的大小由盘盘的类型决定定，对于双面面软盘，簇的的大小为1KB(两个个磁盘块)。。B.文件定位表FAT的每一个登记记项用12位位或16位，，当硬盘大于于10M字节节时用16位位的登记项组组成FAT。。FAT的的前两个登记记项用来标记记盘的类型，，双面软盘的的类型标记为为FDFFFF。第三个个登记项开始始表示盘簇的的分配情况，，以12位的的登记项为例例，它们的含含意为：OOO该簇空闲FF8－FFF该言辞为文件的最末簇其它指出文件信息所在的下一簇号C.文件信息的起起始簇号登记在该该文件的目录录项中，文件件定位表的结结构如下图：：FDFFFF004000020021045046FFF0000010020030040200210450460002文件首簇文件目录项中的首簇号文件末簇文件定位表FATD、E.在MS－DOS中的链接文件件结构有四个个特点：一是是在文件目录录项中只要指指出文件的首首簇号，因此此，即使文件件很大也只需需要一个目录录项；二是文文件的长度仅仅受盘空间的的限制；三是是文件定位表表FAT也起起到了“磁磁盘空间分分配表”的作作用，而不必必再另用位示示图等来表示示磁盘空间的的分配情况了了，FAT中中为“000”的登登记项所对应应的簇号就是是当前空闲的的盘空间；四四是MS－DOS把文件件的链接指针针集中在FAT中，而不不是分散在磁磁盘块中，因因此，能很快快地找到文件件的存放位置置，这种链接接结构既可采采用顺序存取取方式又可有有效地进行随随机存取。§8.2设备管管理概概述1.设备绝绝对号号、相相对号号、类类型号号：一个计计算机机系统统中的的可配配置有有多种种类型型的外外设，，而同同一类类型的的外设设又可可有多多台。通常将将系统统中的的每一一台设设备按按某种种原则则进行行编号号，这这些编编号就就作为为硬件件区分分和识识别设设备的的代号号，称称为设设备的的绝对对号。。因为用用户不不可能能知道道哪一一台正正被使使用，，那台台空闲闲，所所以为为提高高利用用率，，避免免多道道程序序中用用户使使用设设备时时发生生矛盾盾，把把调度度和管管理外外设的的工作作交给给os完成成，用用户使使用外外设时时，只只需向向系统统说明明所需需使用用的设设备类类型即即可，，至于于实际际使用用的该该类设设备的的那一一台，，由os去去调度度，引引出设设备类类型号号－为为每一一类外外设规规定的的编号号。例：：UNIX系统中中主设备备号––––类型号号次设备备号––––第几台设备备引出设设备相相对号号：即即标识识的方方法类类似于于存储储管理理中的的相对对地址址，是是用户户自己己规定定并使使用系系统能能了解解他要要使用用的是是这几几台同类类设备备中的的哪一一台(通常常用一一个整整数来来表示示)。。如：Lp代表行行式打打印机机Lp1代表行行式打打印机机第第一一台优点：：方便用用户编编程提高了了设备备的利利用率率例：PC：PRN：LPT1，LPT2CON：Com1，Com2Typereadme.TxT>PRN(1)记住所所有设设备，，控制制器和和通道道的状状态。。(2)按用户户要求求启动动具体体设备备进行行数据据传输输操作作，并并且处处理设设备的的中断断。(3)在现代代多道道程序序系统统中，，系统统中的的进程程数总总是多多于I/O设备数数，按按一定定的算算法在在诸进进程间间调度度和分分配设设备。。编制输输入输输出程程序是是相当当复杂杂的，，由操操作系系统来来负责责输入入输出出工作作，使使系统统形成成一种种对““用用户户友好好”的的环境境，目目前许许多系系统都都提供供了标标准的的输入入输出出控制制系统统供用用户使使用。。方便性性：将用户户所用用的设设备的的机器器中实实际进进行I/o操作的的物理理设备备相分分离，，仅使使用逻逻辑设设备名名，这这样用用户仅仅与逻逻辑名名设备备有关关，而而与具具体的的物理理设备备无关关。设备独独立性性包含含两个个方面面的内内容。。第