操作系統(tǒng)原理課件-第八章-i-o管理-文庫吧
2025-07-20 16:51 本頁面
【正文】 關(guān) 。 即在用戶程序中只要指出要輸入或輸出信息 ， 至于信息I/O使用的設(shè)備不需用戶指明 。 ? 二 、 設(shè)備獨立性的實現(xiàn) ? 利用軟通道 、 作業(yè)說明書等實現(xiàn) I/O管理的概念 設(shè)備獨立性 ? 三 、 設(shè)備獨立性的優(yōu)點 ? ? ? I/O管理的概念 設(shè)備控制塊 ? 一 、 設(shè)備控制塊 ? 設(shè)備控制塊是設(shè)備管理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ， 用來存放設(shè)備的管理和控制信息 ， 每類設(shè)備有一個設(shè)備控制塊 。 I/O管理的概念 設(shè)備控制塊 ? 二、設(shè)備轉(zhuǎn)換表（設(shè)備開關(guān)表） ? 設(shè)備開關(guān)表存放設(shè)備驅(qū)動和控制程序入口地址。 緩沖技術(shù) 概述 ? CPU與各種外部設(shè)備的速度上的差異很大 ， 設(shè)備與設(shè)備之間的速度的差異也很大 。 ? 系統(tǒng)有時會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)需要 I/O， 有時又會很長時間沒有 I/O， 造成 I/O負荷的不均勻 。 ? 要解決這兩個方面的問題就要引入緩沖的概念 。 ? 緩沖是用來在兩種不同速度的設(shè)備之間傳輸信息時平滑傳輸過程的常用手段 。 ? 緩沖技術(shù)是用來匹配 CPU與設(shè)備之間速度差異和負荷的不均勻 。 ? 引入原因 ? 1）改善 CPU、 I/O之間的速度不匹配 ? 2）減少中斷次數(shù)，放寬 CPU對中斷的響應(yīng)時間 ? 3）增強 CPU、 CHANNEL（通道）、 I/O的并行操作能力 ? 常用的緩沖技術(shù)有三種：雙緩沖、環(huán)形緩沖、緩沖池 緩沖技術(shù) 概述 緩沖技術(shù) 雙緩沖 ? 系統(tǒng)設(shè)置兩個緩沖區(qū) ， BUF1和 BUF2， 各進程使用這兩個緩沖區(qū) 。 這種緩沖技術(shù)是最簡單的 ， 用于低頻度活動 I/O。 ? 工作過程：首先輸入將數(shù)據(jù)送入 BUF1， 然后 ，申請 BUF2， 在向 BUF2輸入數(shù)據(jù)的同時 ， 輸出進程可從 BUF1中取數(shù)據(jù) 。 同理 ， 向 BUF1輸入與從 BUF2中取數(shù)據(jù)可以并行 。 緩沖技術(shù) 環(huán)形緩沖 ? 在系統(tǒng)中設(shè)置若干緩沖區(qū) ， 并把這些緩沖區(qū)鏈接起來 ， 這樣若干個緩沖區(qū)就形成了一個環(huán) ，故稱環(huán)形緩沖區(qū) 。 緩沖技術(shù) 緩沖池 ? 系統(tǒng)設(shè)置多個緩沖區(qū) ， 形成一個緩沖池 。 這個池中的緩沖區(qū)為系統(tǒng)中所有的進程共享使用 。 設(shè)備分配 分配原則 ? 一 、 靜態(tài)分配和動態(tài)分配 ? 靜態(tài)分配 ? 當(dāng)一個作業(yè) （ 或進程 ）運行時 ， 根據(jù)作業(yè)要求的設(shè)備 ， 系統(tǒng)如果能滿足 ， 則將其要求的設(shè)備全部分配給它 ，然后開始運行 ， 運行完成釋放其占用的所有設(shè)備 。 ? 這種分配方式的優(yōu)點是系統(tǒng)絕不會出現(xiàn)死鎖 ， 缺點是設(shè)備利用率太低 。 ? 動態(tài)分配 ? 這種分配方法是在作業(yè)（ 或進程 ） 運行的過程中 ，需要使用設(shè)備時 ， 就向系統(tǒng)申請 ， 系統(tǒng)根據(jù)某種分配原則進行分配 。 ? 這種方法的優(yōu)點是設(shè)備的利用率高 ， 缺點是系統(tǒng)有出現(xiàn)死鎖的可能 。 設(shè)備分配 分配原則 ? 二 、 設(shè)備分配算法 ? 先來先服務(wù)算法 ? 優(yōu)先級高者優(yōu)先 ? 三、設(shè)備分配的安全性 ? 對于共享設(shè)備，不論采用靜態(tài)分配還是采用動態(tài)分配都不會出現(xiàn)死鎖。 ? 對于獨占設(shè)備，采用動態(tài)分配有可能造成死鎖。 ? 獨享分配、共享分配、虛擬分配 設(shè)備分配 虛擬設(shè)備技術(shù) ? 虛擬技術(shù)：在一類物理設(shè)備上模擬另一類物理設(shè)備的技術(shù) ， 也是將獨占設(shè)備轉(zhuǎn)化為共享設(shè)備的技術(shù) 。 ? 虛擬設(shè)備：用來代替獨占型設(shè)備的那部分外存空間 。 設(shè)備分配 虛擬設(shè)備技術(shù) ? 虛擬技術(shù)的實現(xiàn)： ? SPOOLING系統(tǒng)：操作系統(tǒng)提供的外部設(shè)備聯(lián)機同時操作的功能 。 即假脫機操作 （ SPOOL） 。 ? 系統(tǒng)分三個部分： ? 預(yù)輸入； ? 緩輸出； ? 井管理 。 I/O控制 I/O控制方式 ? 一 、 循環(huán)測試 I/O方式 ? 早期的設(shè)備控制方式采用 。 ? 該方式中 ， I/O控制器是操作系統(tǒng)軟件和硬件之間的接口 ， 它接收 CPU的命令 ， 并控制 I/O設(shè)備進行實際的操作 。 ? 特點：工作過程簡單 ， CPU利用率低 。 I/O控制 I/O控制方式 ? 二 、 I/O中斷方式 ? 為了提高 CPU和設(shè)備的利用率 ， 就應(yīng)使 CPU與設(shè)備并行工作 ， 采用 I/O中斷方式 。 采用這種方式要求控制寄存器中有一個中斷位 。 I/O控制 I/O控制方式 ? 在 I/O中斷方式下 ， 數(shù)據(jù)的輸入 （ 或輸出 ） 步驟如下： ? 設(shè)備驅(qū)動程序工作： ? 要求輸入數(shù)據(jù)的進程把一個啟動
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