【正文】 C I設(shè) 備? ?I / O 接 口用 戶 態(tài)核 心 態(tài)驅(qū) 動 程 序緩 沖高 速 緩 存S P O O L i n g錯 誤 處 理? ?I / O 管 理 軟 件設(shè) 備 分 配 I/O層次結(jié)構(gòu) ? I/O接口 ：系統(tǒng)調(diào)用，例如 C語言中的庫函數(shù) printf，scanf； ? I/O管理軟件 ：實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備共享的 I/O功能，為用戶提供統(tǒng)一接口； ? 設(shè)備驅(qū)動程序 ：接收 I/O管理軟件的抽象請求，進(jìn)行與設(shè)備相關(guān)的具體設(shè)備操作，控制設(shè)備的打開，關(guān)閉，讀，寫等操作，控制數(shù)據(jù)在設(shè)備上的傳輸； ? 中斷處理程序 ：當(dāng)輸入就緒、輸出完成或設(shè)備出錯時，設(shè)備控制器向 CPU發(fā)中斷信號， CPU進(jìn)行相應(yīng)中斷處理 設(shè)備分配 ? 由于外設(shè)資源的有限，需解決進(jìn)程間的外設(shè)共享問題，以提高外設(shè)資源的利用率。 ? 獨(dú)享設(shè)備：打印機(jī)等。 ? 靜態(tài)分配：在進(jìn)程創(chuàng)建時分配，在進(jìn)程退出時釋放； ?不會出現(xiàn)死鎖； ?設(shè)備利用率不高； ? 動態(tài)分配：在進(jìn)程執(zhí)行過程中根據(jù)需要分配，使用結(jié)束后釋放，算法與進(jìn)程調(diào)度類似，有FCFS 和基于優(yōu)先級； ?需要考慮死鎖問題 ?有利于提高設(shè)備利用率 （避免死鎖） ? 安全分配方式 進(jìn)程發(fā)出 I/O請求后阻塞，完成后喚醒，即進(jìn)程在I/O時不能在申請其他設(shè)備資源，擯棄了“請求保持”條件。 (設(shè)備無關(guān)性 ) ? 設(shè)備獨(dú)立性是指用戶程序獨(dú)立于具體使用的物理設(shè)備，可以提高操作系統(tǒng)的可適應(yīng)性和可擴(kuò)展性。 ? 設(shè)備獨(dú)立性增強(qiáng)了設(shè)備分配的靈活性，易于實(shí)現(xiàn)I/O重定向。 (DCT, Device Control Table) ?每個設(shè)備一張，描述設(shè)備特性和狀態(tài)。 ? 通道標(biāo)識符 ? 通道忙 /閑狀態(tài) ? 通道隊(duì)列的隊(duì)首指針 ? 通道隊(duì)列的隊(duì)尾指針 三、設(shè)備分配步驟 在進(jìn)程有 I/O請求時，系統(tǒng)根據(jù)具體的設(shè)備分配算法，按以下步驟分配設(shè)備： 1）分配設(shè)備 邏輯設(shè)備名 — 查找 LUT,確定物理設(shè)備名 — 查找 SDT，找到該設(shè)備的設(shè)備控制表（ DCT） — 根據(jù)DCT中的忙 /閑標(biāo)志位判斷設(shè)備是否忙 — 忙，則進(jìn)入阻塞隊(duì)列；否則，計(jì)算分配安全性，安全則分配。 ? SPOOLing技術(shù)的引入 ? 為緩解 CPU和 I/O設(shè)備速度不匹配問題，用專門的應(yīng)用程序模仿外圍計(jì)算機(jī)在設(shè)備和磁盤間或 CPU與磁盤間進(jìn)行輸入和輸出操作，從而使得 I/O設(shè)備可以和 CPU并行運(yùn)行，提高部件的利用率。 ? 當(dāng)用戶提出打印請求時， SPOOLing系統(tǒng)為之做兩件事： 1）在輸出井中申請一空閑盤快區(qū)，并將要打印的數(shù)據(jù)輸入其中； 2）申請一張空白的用戶請求打印表，將打印內(nèi)容輸入其中，再將該表投入請求打印隊(duì)列，排隊(duì)等待打印機(jī)； ? SPOOLing系統(tǒng)可以讓多個用戶同時感覺打印機(jī)在為他服務(wù)，從而將一個物理設(shè)備虛擬成多個邏輯設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的共享 設(shè)備驅(qū)動程序 ? 設(shè)備處理程序又稱為設(shè)備驅(qū)動程序，它是 I/O進(jìn)程與設(shè)備控制器之間的通信程序。 ?設(shè)備驅(qū)動程序的處理過程 設(shè)備處理程序的主要任務(wù)是啟動指定設(shè)備，其處理過程如下： ? 將抽象要求轉(zhuǎn)化為具體要求。有些最高優(yōu)先級中斷不能屏蔽，如掉電中斷。如： I/O中斷，外部信號中斷（鍵盤輸入 Esc），各種定時器中斷等。 ● 所有線程都運(yùn)行在中斷優(yōu)先級 0/1上 ● 硬件中斷的優(yōu)先級大于軟件中斷 ● PSW中設(shè)定中斷優(yōu)先級，判斷是否要響應(yīng)中斷。 ?保存被中斷進(jìn)程的現(xiàn)場（ PSW,PC,寄存器內(nèi)容）。 ??NN+1用戶程序中斷服務(wù)子程序處理機(jī)狀態(tài)字 PSW程序計(jì)數(shù)器 PC寄存器 1寄存器 n??中斷堆棧中斷現(xiàn)場保護(hù)示意圖 磁盤管理 ? 磁盤 I/O速度是影響文件系統(tǒng)性能的主要因素，因此，提高磁盤的 I/O速度是磁盤管理的主要功能。 ?每面含若干個磁道。 ?通過柱面號、磁頭號和扇區(qū)號可以定位數(shù)據(jù)。 從不同的角度分類，磁盤可分為：硬盤和軟盤，單片盤和多片盤、固定頭磁盤和移動頭磁盤。例如微機(jī)上用的硬盤（也叫溫切斯特硬盤）、軟盤。 硬盤平均旋轉(zhuǎn)時間一般為 3ms，軟 盤一般為 100200ms snmTs ??? rr 21? ? 傳輸時間 Tt： 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。 55 45 58 3 39 19 18 21 90 72 160 70 150 10 38 112 184 146 被訪問的下 移動距離 一個磁道號 （磁道數(shù)） 平均尋道長度： 55． 3 FCFS調(diào)度算法 從 100磁道開始 2）最短尋道時間優(yōu)先（ SSTF） 先滿足尋道時間短的進(jìn)程。 NstepSCAN算法將磁盤請求隊(duì)列分成若干個長度為 N的子隊(duì)列，用 FCFS依此處理這些子隊(duì)列。 ?另一個隊(duì)列為：在磁盤掃描期間，新出現(xiàn)的請求磁盤 I/O的進(jìn)程形成的隊(duì)列，新的請求下次掃描時再處理。 3）循環(huán)緩沖 當(dāng)輸入、輸出的速度基本相匹配時，可使用雙緩沖，但若兩者的速度相差甚遠(yuǎn)時可用多緩沖。為了提高緩沖區(qū)的利用率，可采用公用緩沖池。 2）數(shù)據(jù)交付 ? 數(shù)據(jù)交付是指將磁盤高速緩存中的數(shù)據(jù)傳送給請求者進(jìn)程。 4）周期性寫回磁盤 由于磁盤高速緩存設(shè)置于內(nèi)存之中，而內(nèi)存屬于易失性存儲器，所以需定期強(qiáng)制將一些經(jīng)常被訪問的數(shù)據(jù)塊寫回磁盤。 ?虛擬盤 利用內(nèi)存空間去訪真磁盤，又稱為 RAM。 19:34:3119:34:3119:343/31/2023 7:34:31 PM ? 1以我獨(dú)沈久，愧君相見頻。 2023年 3月 31日星期五 下午 7時 34分 31秒 19:34: ? 1比不了得就不比，得不到的就不要。 下午 7時 34分 31秒 下午 7時 34分 19:34: ? 沒有失敗，只有暫時停止成功！。 19:34:3119:34:3119:34Friday, March 31, 2023 ? 1不知香積寺，數(shù)里入云峰。 2023年 3月 下午 7時 34分 :34March 31, 2023 ? 1少年十五二十時，步行奪得胡馬騎。 19:34:3119:34:3119:343/31/2023 7:34:31 PM ? 1越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。 :34:3119:34:31March 31, 2023 ? 1意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。 下午 7時 34分 31秒 下午 7時 34分 19:34: MOMODA POWERPOINT Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Fusce id urna blandit, eleifend nulla ac, fringilla purus. Nulla iaculis tempor felis ut cursus. 感 謝 您 的 下 載 觀 看 專家告訴