操作系统第16讲课件

操作系统概念第十六讲设备管理（2）OperatingSystemConceptionDavidfu回顾设备按照信息交换的单位分为几类？信息的传输方式有几种？OperatingSystemConceptionDavidfu本课总体纲要缓冲技术设备分配I/O进程控制设备管理总结OperatingSystemConceptionDavidfu缓冲的种类单缓冲设备和处理器之间设置一个缓冲器双缓冲在设备和处理器之间建立两个缓冲器，是设备和设备、设备和处理器之间的简单模型缓冲池将多个缓冲区连接起来统一管理，即负责输入也负责输出OperatingSystemConceptionDavidfu缓冲池的管理缓冲池包括：缓冲首部：实现缓冲池的管理缓冲体：实现数据缓冲设备号数据块号缓冲器号互斥标识位链接指针OperatingSystemConceptionDavidfu缓冲区管理系统将缓冲区按使用情况分为三种队列：空闲缓冲区队列输入数据缓冲器队列输出数据缓冲区队列hin缓冲区1sout缓冲区2sinhout缓冲区z缓冲区m收容输入提取输出提取输入收容输出I/O设备CPU缓冲池的工作缓冲区OperatingSystemConceptionDavidfu本课总体纲要缓冲技术设备分配I/O进程控制设备管理总结OperatingSystemConceptionDavidfu设备分配（1）系统设备表SDT（SystemDeviceTable)记录已经被连接到系统中的所有物理设备的情况，并为每个物理设备设一表项。表目1…表目i设备类型设备标识获得设备的进程DCT指针…OperatingSystemConceptionDavidfu设备分配（2）设备控制表DCT（DeviceControlTable)反映设备的特性、设备和I/O控制器的连接情况设备标识符设备类型设备地址或设备号设备状态等待队列指针I/O控制指针OperatingSystemConceptionDavidfu设备分配（4）通道控制表CHCT（ChannelControlTable)通道标识通道忙/闲标志通道等待队列首地址通道等待队列尾地址…OperatingSystemConceptionDavidfu设备分配（5）设备分配原则：充分发挥设备使用效率将逻辑设备与物理设备分离分配方式：静态分配静态方式不会产生死锁，但使用效率低动态分配有利于提高设备利用率，但分配不当会导致死锁。OperatingSystemConceptionDavidfu设备分配（6）设备分配策略：先请求先分配优先级高者先分配OperatingSystemConceptionDavidfu设备分配A搜索DCT，找到COCT指针分配控制器给进程进程等待控制器空闲搜索COCT找到CHCT指针分配通道给进程启动I/O进程等待通道控制器忙？CHCT忙？OperatingSystemConceptionDavidfu虚拟设备虚拟设备：通过虚拟技术将一台独占设备变换为若干台逻辑设备，供若干个用户进程同时使用，通常把这种虚拟技术处理后的设备称为虚拟设备OperatingSystemConceptionDavidfuSpooling系统输入设备输出设备输入进程输出进程输入缓冲区输出缓冲区输入井输出井内存磁盘OperatingSystemConceptionDavidfu本课总体纲要缓冲技术设备分配I/O进程控制设备管理总结OperatingSystemConceptionDavidfuIO进程控制I/O控制：从用户进程输入输出请求开始，给用户进程分配设备和启动有关设备进行I/O操作，以及在I/O操作完成之后响应中断，进行善后处理的整个过程。中断原因分析唤醒中断处理程序I/O请求处理设备分配程序缓冲区管理外设中断请求用户进程I/O请求中断响应启动I/O指令OperatingSystemConceptionDavidfuIO进程控制I/O控制过程在系统中可以分为三种方式：（1）作为请求I/O操作的进程一部分来实现（2）作为当前进程的一部分来实现（3）作为I/O进程来完成OperatingSystemConceptionDavidfu设备驱动程序定义：驱动物理设备和DMA控制器或I/O控制器等之间进行I/O操作的子程序集合。负责设置相应设备有关寄存器的值，启动设备进行I/O操作，指定操作的类型和数据流向。OperatingSystemConceptionDavidfu设备驱动程序设备驱动程序分为：字符设备驱动程序块设备驱动程序网络接口OperatingSystemConceptionDavidfu设备管理课堂作业通道又称为I/O处理机，它用于实现什么之间的信息传输内存和外存CPU和外设内存和外设CPU和外存什么是操作系统中采用以空间换取时间的技术SPOOLING技术虚拟存储技术覆盖与交换技术通道技术OperatingSystemConceptionDavidfu设备管理课堂作业设备独占性的正确说法：I/O设备具有独立执行I/O功能的特性用户程序独立于具体物理设备的一种特性能够实现设备共享的一种特性设备驱动程序独立与具体物理设备的一种特性如果I/O设备与存储设备间的数据交换不经过CPU来完成，则这种数据交换方式是：程序查询方式中断方式DMA方式通道方式OperatingSystemConceptionDavidfu设备管理课堂作业只有引入通道后，CPU计算与I/O操作才能并行执行SSTF磁盘调度算法，要求磁头的移动距离最小，该算法可能产生“饥饿”情况缓冲技术是借用外存的一部分作为缓冲池磁