第7章-設(shè)備管理(文件)
【正文】 印機空閑時，按隊列的先后次序打印 spooling目錄里的文件。向設(shè)備控制器發(fā)命令，檢查設(shè)備的執(zhí)行狀態(tài) （ 4）中斷處理程序 負責(zé) I/O完成時，喚醒設(shè)備驅(qū)動程序進程，進行中斷處理 （ 5）硬件層（設(shè)備控制器，設(shè)備） 實現(xiàn)物理 I/O的操作 I/O軟件的多層模型 2. 中斷處理程序 I/O軟件的多層模型 ? 每個進程在啟動一個 I/O操作后阻塞 ? 直到 I/O操作完成并產(chǎn)生一個中斷 ? 由操作系統(tǒng)接管 CPU后喚醒該進程為止 3. 設(shè)備驅(qū)動程序 ? 與設(shè)備密切相關(guān)的代碼放在設(shè)備驅(qū)動程序中，每個設(shè)備驅(qū)動程序處理一種設(shè)備類型 ? 每一個控制器都設(shè)有一個或多個設(shè)備寄存器，用來存放向設(shè)備發(fā)送的命令和參數(shù)。防止無權(quán)存取設(shè)備的用戶存取設(shè)備 （ 5）不同的磁盤可以采用不同的扇區(qū)尺寸。系統(tǒng)調(diào)用（包括 I/O系統(tǒng)調(diào)用）通常由庫過程實現(xiàn) 這些過程所做的工作只是將系統(tǒng)調(diào)用時所用的參數(shù)放在合適的位置，由其它的 I/O過程實際實現(xiàn)真正的操作 說明： 各層之間的接口并不是死的，分層并不一定是嚴格的 上層中的某些功能可能放在下層中完成，如中斷時的驅(qū)動以及驅(qū)動層中的某些與設(shè)備無關(guān)的處理等。 ⑨將數(shù)據(jù)傳送到請求進程的地址空間，并將該進程從阻塞隊列移入就緒隊列。假定傳輸由 DMA控制器管理。 移動頭磁盤： 每個盤面只有一個讀 /寫磁頭。軟盤由單盤片組成，硬盤則是個盤片組（因為單一盤片的容量越來越大，故硬盤所含的盤片數(shù)有逐漸減少的趨勢）。 （ 2）旋轉(zhuǎn)延遲（ Rotational Delay）時間 Tr 指定扇區(qū)旋轉(zhuǎn)到達磁頭下面所經(jīng)歷的時間。 （ 3）傳輸（ Transfer）時間 Tt 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。 1. 先來先服務(wù)（ First Come First Served， FCFS） 按請求訪問磁盤的先后次序進行調(diào)度 磁盤調(diào)度算法 2. 最短尋道時間優(yōu)先（ Shortest Seek Time First， SSTF） 選擇處理與當前磁頭距離最近的磁道請求，以減少尋道時間 但不能保證平均尋道時間最短 有可能出現(xiàn)“餓死”（ Starvation） 磁盤調(diào)度算法 3. SCAN（掃描）算法 要求磁頭臂僅沿一個方向（假設(shè)向磁道號增加的方向）移動，并在途中滿足所有未完成的請求，直到到達該方向的最后一個磁道或該方向上沒有別的請求為止。 克服了最短尋道優(yōu)先的缺點，既考慮了距離，同時又考慮了方向 磁盤調(diào)度算法 4. CSCAN（ Circular SCAN，循環(huán)掃描） 將掃描限定在一個方向 當沿某個方向訪問到最后一個磁道時，磁頭臂返回到磁盤的另一端，再次開始掃描。 （ 3） SCAN（假定開始時向磁道號增加的方向） 下一個訪問的磁道 移動距離（磁道數(shù)） 150 160 184 90 58 55 39 38 18 平均尋道長度 50 10 24 94 32 3 16 1 20 磁盤調(diào)度算法 【例】設(shè)請求訪問的磁道順序為 55, 58, 39, 18, 90, 160, 150, 38, 184 假定從磁道 100處開始。如果在，則可直接進行讀操作。 5. NStepSCAN 將磁盤請求隊列分成若干長度為 N的子隊列 每一次用 SCAN處理一個子隊列 在處理某個子隊列時，新請求必須加到其他隊列中 隊列間用 FCFS 若 N較大，接近于 SCAN； 當 N = 1，就是 FCFS 磁盤調(diào)度算法 6. FSCAN 使用 2個子隊列 當掃描開始時，所有請求都在一個子隊列中，另一個子隊列為空 在掃描過程中，所有新到的請求加入另一個隊列中 使得新請求的服務(wù)延遲到處理老請求之后。 （ 1） FCFS 下一個訪問的磁道 移動距離（磁道數(shù)） 55 58 39 18 90 160 150 38 184 平均尋道長度 45 3 19 21 72 70 10 112 146 磁盤調(diào)度算法 【例】設(shè)請求訪問的磁道順序為 55, 58, 39, 18, 90, 160, 150, 38, 184 假定從磁道 100處開始。 如此不斷反復(fù)。 磁盤訪問時間 磁盤訪問時間 Ta可表示為 Ta = Ts + Tr + Tt 平均值 = Ts + 1/(2r) + b/(rN) 其中， r：磁盤的旋轉(zhuǎn)速度（轉(zhuǎn) /秒） N：一個磁道中的 字節(jié)數(shù) b：要讀 /寫的字節(jié)數(shù) 磁盤 I/O 二、磁盤調(diào)度算法 目標：使磁盤的平均尋道時間最短。 一旦選擇好磁道，磁盤控制器開始等待，直到相應(yīng)扇區(qū)旋轉(zhuǎn)到磁頭處。讀寫頭安裝在移動臂上，移動臂可沿磁盤半徑方向移動。磁頭裝在同一個架子（磁臂）上，在磁盤一致的方向上徑向移動，不能單獨移動。 磁盤 I/O 一、影響磁盤 I/O操作性能的幾個因素 1. 磁盤的結(jié)構(gòu) 磁盤一般分為固定頭磁盤和移動頭磁盤兩大類： 固定頭磁盤： 每個盤面的每條磁道都有一個讀 /寫磁頭。 ⑧設(shè)備驅(qū)動程序確定哪個 I/O完成，確定請求的狀態(tài)，通知I/O子系統(tǒng)“ I/O請求已完成” ⑦中斷服務(wù)程序?qū)?shù)據(jù)存入設(shè)備驅(qū)動程序的緩沖區(qū)，喚醒阻塞的設(shè)備驅(qū)動程序 ,中斷返回 ⑤控制器操作硬件設(shè)備執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸。 ②核心的系統(tǒng)調(diào)用代碼檢查參數(shù)的正確性。它可將若干扇區(qū)合成一個邏輯塊。而在其它情況下，命令執(zhí)行不必延遲就很快完成 I/O軟件的多層模型 I/O軟件的多層模型 （ 1）設(shè)備驅(qū)動程序與設(shè)備獨立性軟件之間的確切界限是依賴于具體系統(tǒng)的 （ 2）獨立于設(shè)備的軟件的基本任務(wù)是實現(xiàn)所有設(shè)備都需要的功能，并且向用戶級軟件提供一個統(tǒng)一的接口 （ 3）如何給文件和設(shè)備這樣的對象命名是操作系統(tǒng)要考慮的一個重要問題。 ? 網(wǎng)
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1