计算机等级考试四级复习纲要

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在计算机系统中，除了处理器和主存之外，其他的大部分硬设备种类繁多，特性各异，操作方式的差异很大，从而使操作系统的设备管理变得非常繁杂。

〔1〕设备的类型20世纪80时代以来，由于个人计算机、网络的进展，外部设备更趋多样化、繁复化和智能化。例如网卡、仿真终端、虚拟终端、Windows终端和*-Windows终端。为简化设备管理程序，常对设备进行分类:①按数据组织方式:字符设备〔常对应于慢速设备〕和块设备〔常对应于快速设备〕。②按资源性能性质:独占设备〔如终端、打印机〕，共享设备〔如磁盘〕，虚拟设备〔采纳某种技术，将高速设备如磁盘虚拟化为多个“高速”读卡机和打印机，以提高系统效率，这也称为spoolˉing〔假脱机〕技术。

〔2〕设备管理的功能设备管理是对计算机输入/输出系统的管理，其主要任务是:实现对外部设备的安排和回收;启动外部设备;掌握输入/输出设备与处理器或主存之间交换数据;实现对磁盘的调度;处理设备的中断，实现虚拟设备等。

〔3〕数据传输掌握方式外部设备和主存之间常用的传输掌握方式有4种:

①程序掌握方式。处理器启动数据传输，然后等设备完成。程序掌握方式不能实现并发。

②中断方式。中断方式的数据传输过程是这样的，进程启动数据传输〔如读〕后，该进程放弃处理器，当数据传输完成，设备掌握器产生中断恳求，中断处理程序对数据传输工作处理以后，让相应进程成为就绪状态。以后，该进程就可以得到所需要的数据。

③径直存储访问〔DMA〕方式。其基本思想是外部设备和主存之间开拓径直的数据交换通路。除了掌握状态寄存器和数据缓冲寄存器之外，DMA掌握器中还包括传输字节计数器、主存地址寄存器等。DMA方式采纳窃取〔或挪用〕处理器的工作周期和掌握总线而实现帮助存储器和主存之间的数据交换。有的DMA方式也采纳总线浮起方式传输大批量数据。

④设备连接现代计算机系统，系统对外部设备的掌握常分为3个层次，即通道、掌握器和设备。掌握设备的`软件分为与设备有关的和与设备无关的两大类。前者与详细的设备类型有关，设备驱动程序就是与设备有关的;与设备无关的软件主要用于在用户一级提供统一的接口，包括处理掌握器的公共部分。需要处理的内容包括:为设备驱动程序提供统一的接口、设备命名、设备安排与回收、错误报告、块设备空间管理、缓冲管理等等。

〔4〕组块与缓冲通常高速外设的输入输出操作是以块为单位的，如磁盘块的大小是固定的。所谓块，又称为物理记录，是实际从设备读取或写到设备上的信息单位。相应的规律记录是从用户观点考察的一个信息单位。为了提高帮助存储器尤其是磁带的利用率，一般由假设干规律记录组成一个物理记录，这称为组块技术。缓冲是一种暂存技术。它利用某个存储设备，在数据的传输过程中进行临时的存储。缓冲技术的引入，有效地改善了处理器与输入输出设备之间速度不匹配的状况，也减削了设备的中断恳求次数。缓冲技术可以采纳硬件缓冲和软件缓冲两种。硬件缓冲是利用特地的硬件寄存器作为缓冲区;软件缓冲是利用操作系统的管理，用主存中的一个或多个区域作为缓冲区，进而可以形成缓冲池。

〔5〕虚设备采纳假脱机技术，可以将低速的独占设备改造成一种可共享的设备，而且一台物理设备可以对应假设干台虚拟的同类设备。假脱机简称spooling，是利用多道程序技术，采纳一组程序或进程模拟一台输入输出处理机，脱机输出是运用虚设备技术的典型例子。在现代计算机系统中，每个窗口可以用一台设备来模拟自身，如常见的多窗口技术，即在一个终端上开多个窗口，每个窗口可以独立地进行显示，以监视用户不同任务的执行状况，这是**缩小显示区域、平铺或重叠显示来模拟多个显示器的。

2.设备的安排

设备安排的原那么是根据设备特性和用户要求来决断的。设备安排的目的是既要充分发挥设备的运用效率，尽可能地让设备忙;又要避开形成死锁;另外，还要做到设备的独立性，即用户程序面对的是规律设备，安排程序将在系统中把规律设备转换成物理设备之后，再依据要求的物理设备状态进行安排。设备安排有两种方法，即静态安排方法和动态安排方法。静态安排方法是在用户作业开始执行之前，系统一次安排该作业所需求的全部设备、掌握器和通道，一旦安排之后，这些设备、掌握器和通道就一贯为该作业所占有，直到该作业终止而撤消。显着，设备的运用效率低。动态安排在进程运行过程中依据运行的需要而进行。当进程需要