【正文】 備標識符D C T驅(qū)動程序入口第五章 設 備 管 理 1. 設備的固有屬性 (1) 獨享設備。 (2) (2) 優(yōu)先級高者優(yōu)先。 在應用程序中 ， 使用邏輯設備名稱來請求使用某類設備；而系統(tǒng)在實際執(zhí)行時 ， 還必須使用物理設備名稱 。由于在 I/O操作中的絕大多數(shù)錯誤都與設備無關 ， 故主要由設備驅(qū)動程序處理 ， 而設備獨立性軟件只處理那些設備驅(qū)動程序無法處理的錯誤 。 第五章 設 備 管 理 3. 邏輯設備名到物理設備名映射的實現(xiàn) 1) 邏輯設備表 2) 2) LUT的設置問題 圖 518 邏輯設備表 邏輯設備名 物理設備名驅(qū)動程序入口地址/ d e v / t t y/ d e v / p r i n t e r3510242046? ? ?邏輯設備名/ d e v / t t y/ d e v / p r i n t e r?系統(tǒng)設備表指針35( a ) ( b )第五章 設 備 管 理 獨占設備的分配程序 1. 基本的設備分配程序 1) 分配設備 2) 2) 分配控制器 3) 3) 分配通道 第五章 設 備 管 理 2. 設備分配程序的改進 1) 增加設備的獨立性 2) 3) 2) 考慮多通路情況 第五章 設 備 管 理 SPOOLing技術 1. 什么是 SPOOLing 為了緩和 CPU的高速性與 I/O設備低速性間的矛盾而引入了脫機輸入 、 脫機輸出技術 。 此時的外圍操作與 CPU對數(shù)據(jù)的處理同時進行 ， 我們把這種在聯(lián)機情況 下 實 現(xiàn) 的 同 時 外 圍 操 作 稱 為 SPOOLing(Simultaneaus Periphernal Operating OnLine)， 或稱為假脫機操作 。 (2) (2) 將獨占設備改造為共享設備。 第五章 設 備 管 理 (3) 發(fā)出 I/O命令 ， 如果設備空閑 ， 便立即啟動 I/O設備去完成指定的 I/O操作；如果設備處于忙碌狀態(tài) ， 則將請求者的請求塊掛在設備隊列上等待 。 (3) 不設置專門的設備處理進程 ， 而只為各類設備設置相應的設備處理程序 (模塊 )， 供用戶進程或系統(tǒng)進程調(diào)用 。 (4) 由于驅(qū)動程序與硬件緊密相關 ， 因而其中的一部分必須用匯編語言書寫 。 2) 每一個盤面僅配有一個磁頭 ， 也被裝入磁臂中 。該時間是啟動磁臂的時間 s與磁頭移動 n條磁道所花費的時間之和 ， Ts=m n+s 其中 ， m是一常數(shù) ， 與磁盤驅(qū)動器的速度有關 ， 對一般磁盤 ， m=；對高速磁盤 ， m≤, 磁臂的啟動時間約為 2 ms。 第五章 設 備 管 理 3) 傳輸時間 Tt 這是指把數(shù)據(jù)從磁盤讀出或向磁盤寫入數(shù)據(jù)所經(jīng)歷的時間 。 第五章 設 備 管 理 2) SCAN算法 圖 525 SCAN調(diào)度算法示例 第五章 設 備 管 理 4. 循環(huán)掃描 (CSCAN)算法 圖 526 CSCAN調(diào)度算法示例 第五章 設 備 管 理 5. NStepSCAN和 FSCAN調(diào)度算法 1) NStepSCAN 在 SSTF、 SCAN及 CSCAN幾種調(diào)度算法中 ， 都可能出現(xiàn)磁臂停留在某處不動的情況 ， 例如 ， 有一個或幾個進程對某一磁道有較高的訪問頻率 ， 即這個 (些 )進程反復請求對某一磁道的 I/O操作 ， 從而壟斷了整個磁盤設備 。 而每處理一個隊列時又是按 SCAN算法 ， 對一個隊列處理完后 ， 再處理其他隊列 。 一個是由當前所有請求磁盤 I/O的進程形成的隊列 ， 由磁盤調(diào)度按 SCAN算法進行處理 。 因此 ， 這里的高速緩存是一組在邏輯上屬于磁盤 ， 而物理上是駐留在內(nèi)存中的盤塊 。 當磁盤 I/O的頻繁程度較高時 ， 該緩沖池可能包含更多的內(nèi)存空間；而在應用程序運行得較多時 ， 該緩沖池可能只剩下較少的內(nèi)存空間 。 只將指向高速緩存中某區(qū)域的指針 ， 交付給請求者進程 。 (3) 數(shù)據(jù)的一致性。 這樣 ， 因系統(tǒng)故障所造成的工作損失不會超過 30 s的勞動量 。 (2) (2) RAID 1級。 。 (4) (4) RAID 5級。 MSDOS所采用的寫回方式 ， 幾乎不會造成數(shù)據(jù)的丟失 ， 但須頻繁地啟動磁盤 。 該調(diào)用的主要功能是強制性地將所有在高速緩存中已修改的盤塊數(shù)據(jù)寫回磁盤 。 因此 ， 現(xiàn)在不少系統(tǒng)在設計其高速緩存的置換算法時 ， 除了考慮到最近最久未使用這一原則外 ， 還考 (1) 訪問頻率。 這是直接將高速緩存中的數(shù)據(jù) ， 傳送到請求者進程的內(nèi)存工作區(qū)中 。 第一種是在內(nèi)存中開辟一個單獨的存儲空間來作為磁盤高速緩存 ， 其大小是固定的 ， 不會受應用程序多少的影響；第二種是把所有未利用的內(nèi)存空間變?yōu)橐粋€緩沖池 ， 供請求分頁系統(tǒng)和磁盤 I/O時 (作為磁盤高速緩存 )共享 。 這樣 ， 所有的新請求都將被推遲到下一次掃描時處理 。 當 N值取得很大時 ， 會使 N步掃描法的性能接近于 SCAN算法的性能； 當 N=1時 ， N步 SCAN算法便蛻化為FCFS算法 。 在高密度磁盤上容易出現(xiàn)此情況 。 因為只要不斷有新進程的請求到達 ， 且其所要訪問的磁道與磁頭當前所在磁道的距離較近 ， 這種新進程的 I/O請求必須優(yōu)先滿足 。 第五章 設 備 管 理 2) 旋轉(zhuǎn)延遲時間 Tτ 這是指定扇區(qū)移動到磁頭下面所經(jīng)歷的時間 。 可見 ， 移動磁頭僅能以串行方式讀 /寫 ， 致使其 I/O速度較慢；但由于其結(jié)構(gòu)簡單 ， 故仍廣泛應用于中小型磁盤設備中 。 通過這些磁頭可訪問所有各磁道 ， 并進行并行讀 /寫 ， 有效地提高了磁盤的 I/O速度 。 (2) 驅(qū)動程序與設備控制器和 I/O設備的硬件特性緊密相關 ， 因而對不同類型的設備應配置不同的驅(qū)動程序 。 (5) 對于設置有通道的計算機系統(tǒng) ， 驅(qū)動程序還應能夠根據(jù)用戶的 I/O請求 ， 自動地構(gòu)成通道程序 。 第五章 設 備 管 理 設 備 處 理 設備驅(qū)動程序的功能和特點 1. 設備驅(qū)動程序的功能 (1) 接收由 I/O進程發(fā)來的命令和參數(shù) ， 并將命令中的抽象要求轉(zhuǎn)換為具體要求 ， 例如 ， 將磁盤塊號轉(zhuǎn)換為磁盤的盤面 、 磁道號及扇區(qū)號 。 當用戶進程請求打印輸出時 ， SPOOLing系統(tǒng)同意為它打印輸出 ， 但并不真正立即把打印機分配給該用戶進程 ， 而只為它做兩件事： ① 由輸出進程在輸出井中為之申請一個空閑磁盤塊區(qū) ， 并將要打印的數(shù)據(jù)送入其中； ② 輸出進程再為用戶進程申請一張空白的用戶請求打印表 ， 并將用戶的打印要求填入其中 ， 再將該表掛到請求打印隊列上 。 事實上 ， 當系統(tǒng)中引入了多道程序技術后 ， 完全可以利用其中的一道程序 ， 來模擬脫機輸入時的外圍控制機功能 ， 把低速 I/O設備上的數(shù)據(jù)傳送到高速磁盤上；再用另一道程序來模擬脫機輸出時外圍控制機的功能 ， 把數(shù)據(jù)從磁盤傳送到低速輸出設備上 。 例如， 對各種設