【正文】 (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 。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 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 。 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 。 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 。 (3) 數(shù)據(jù)的一致性。 (2) RAID 1級。 (3) 性能 /價格比高。 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 。 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。 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 。 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 。 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 。 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 。 (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 。 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 。 事實上 ， 當系統(tǒng)中引入了多道程序技術(shù)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 。 第五章 設 備 管 理 在實現(xiàn)了設備獨立性的功能后 ， 可帶來以下兩方面的好處 。 (3) 虛擬設備。 B(number) ∶ [KG*3]= Takebuf(type)。 第五章 設 備 管 理 3. 進程同步 (1) Nexti指針追趕上 Nextg指針。 (3) 計數(shù)。 用于暫存從設備到內(nèi)存 ， 或從內(nèi)存到設備的數(shù)據(jù) 。 可見 ，中斷驅(qū)動方式可以成百倍地提高 CPU的利用率 。 第五章 設 備 管 理 2. 局部總線 (Local Bus) 1) VESA(Video Electronic Standard Association)總線 2) PCI(Peripheral Component Interface) 第五章 設 備 管 理 I/O控制方式 程序 I/O方式 在程序 I/O方式中 ， 由于 CPU的高速性和 I/O設備的低速性 ， 致使 CPU的絕大部分時間都處于等待 I/O設備完成數(shù)據(jù)I/O的循環(huán)測試中 ， 造成對 CPU的極大浪費 。 第五章 設 備 管 理 3) 數(shù)組多路通道 (Block Multiplexor Channel) 數(shù)組選擇通道雖有很高的傳輸速率 ， 但它卻每次只允許一個設備傳輸數(shù)據(jù) 。 (2) 共享設備。 第一類是塊設備 (Block Device)，這類設備用于存儲信息 。第五章 設 備 管 理 第五章 設備管理 I/O系統(tǒng) I/O控制方式 緩沖管理 設備分配 設備處理 磁盤存儲器管理 第五章 設 備 管 理 I/O 系 統(tǒng) I/O設備 1. I/O設備的類型 1) 按傳輸速度的高低 ， 可將 I/O設備分為三類 。 第五章 設 備 管 理 2) 可將 I/O設備分成兩類 。 第五章 設 備 管 理 3) 這種分類方式可將 I/O (1) 獨占設備。 可見 ， 這種通道的利用率很低 。 2) EISA(Extended ISA) 到 80年代末期 ， ISA總線已難于滿足帶寬和傳輸速率的要求 ， 于是人們又開發(fā)出擴展 ISA(EISA)總線 ， 其帶寬為 32位 ，總線的傳輸速率高達 32 Mb/s， 同樣可以連接 12臺外部設備 。 采用中斷驅(qū)動方式后 ， CPU可利用這 ms的時間去做其它事情 ，而僅用 ms的時間來處理由控制器發(fā)來的中斷請求 。 (3) 數(shù)據(jù)寄存器 DR。 (2) 內(nèi)存地址。 (2) Releasebuf過程。 Wait(MS(type))。 (2) 共享設備。 因此 ， 系統(tǒng)須具有將邏輯設備名稱轉(zhuǎn)換為某物理設備名稱的功能 ， 這非常類似于存儲器管理中所介紹的邏輯地址和物理地址的概念 。 該技術(shù)是利用專門的外圍控制機 ， 將低速 I/O設備上的數(shù)據(jù)傳送到高速磁盤上；或者相反 。 (3) 實現(xiàn)了虛擬設備功能。 第五章 設 備 管 理 3. 設備驅(qū)動程序的特點 (1) 驅(qū)動程序主要是指在請求 I/O的進程與設備控制器之間的一個通信和轉(zhuǎn)換程序。 為能訪問該盤面上的所有磁道 ， 該磁頭必須能移動以進行尋道 。 Tt的大小與每次所讀 /寫的字節(jié)數(shù) b和旋轉(zhuǎn)速度有關： rNbTt ?其中 ， r為磁盤每秒鐘的轉(zhuǎn)數(shù)； N為一條磁道上的字節(jié)數(shù) ， 當一次讀 /寫的字節(jié)數(shù)相當于半條磁道上的字節(jié)數(shù)時 ， Tt與Tτ相同 ， 因此 ， 可將訪問時間 Ta表示為： rNbrTT sa ??? 21第五章 設 備 管 理 磁盤調(diào)度 1. 先來先服務 FCFS(FirstCome, First Served) 圖 523 FCFS調(diào)