【正文】 4章 設備管理 設備分配與回收 設備分配中的數(shù)據(jù)結構2．控制器控制表 系統(tǒng)為每個控制器配置了一張控制器控制表，以反映控制器的使用狀態(tài)，以及與通道的連接狀況等。 這幾張表的關系：在系統(tǒng)設備表中有指向設備控制表的指針，在設備控制表中有指向該設備控制器控制表的指針，在控制器控制表中有指向與該控制器連接的通道控制表的指針。設備的分配算法有先來先服務和優(yōu)先權兩種。 （2）動態(tài)分配策略。1．分配設備 分配設備的過程如圖46所示。 在分配完設備控制器后，從控制器控制表中找到與該控制器相連的通道控制表，從該表的狀態(tài)字段中可知該通道是否忙碌。進程應以邏輯設備名請求輸入輸出。這樣，就增加了分配控制器和通道的可能性，提高了設備分配的效率。五是對設置有通道的計算機系統(tǒng)，驅動程序還應根據(jù)用戶的輸入輸出請求，自動地構成通道程序。第4章 設備管理 設備處理 設備驅動程序的處理過程1．將抽象要求轉化為具體要求 用戶及上層軟件對設備控制器的具體情況毫無了解，只能向它們發(fā)出抽象的要求，借助設備驅動程序，轉化為具體的要求傳送給設備控制器。在啟動該接口之前，應先按通信規(guī)程設定下述參數(shù)：波特率、奇偶校驗方式、停止位數(shù)目及數(shù)據(jù)字節(jié)長度等。 （3）提高CPU與輸入輸出設備間的并行性。 雙緩沖的工作原理如圖412所示。每個緩沖區(qū)中有一個鏈接指針指向下一個緩沖區(qū)，最后一個緩沖區(qū)指針指向第一個緩沖區(qū)，這樣構成一個環(huán)形緩沖區(qū)。另外，還應有四種工作緩沖區(qū)：用于收容輸入數(shù)據(jù)的工作緩沖區(qū)、用于提取輸入數(shù)據(jù)的工作緩沖區(qū)、用于收容輸出數(shù)據(jù)的工作緩沖區(qū)、用于提取輸出數(shù)據(jù)的工作緩沖區(qū)。對出現(xiàn)的事件進行處理的程序稱為中斷處理程序。 (3) 外部中斷。 前四類中斷不是運行進程所希望的，故稱為強迫性中斷，而第五種中斷，是進程所希望的，故稱為自愿性中斷。 ① 當中斷裝置發(fā)現(xiàn)中斷事件后，先把中斷事件存放到程序狀態(tài)字寄存器中的中斷碼位置。1．假脫機的概念 假脫機技術（SPOOLing）是指在聯(lián)機情況下實現(xiàn)的同時外圍操作，也稱假脫機輸入輸出操作，它是操作系統(tǒng)中的一項將獨占設備改為共享設備的技術。它們是在主存中開辟的兩個緩沖區(qū)。第4章 設備管理 設備管理采用的技術 假脫機技術（SPOOLing） 3．假脫機技術的特點 (1) 提高了輸入輸出速度。由于SPOOLing技術實現(xiàn)了多個用戶進程共同使用打印機這種獨占設備的情況，從而實現(xiàn)了把一個設備當成多個設備來使用，即虛擬設備的功能。 （4）請求打印隊列。輸出井是模擬脫機輸出時的磁盤，用于收容用戶程序的輸出數(shù)據(jù)。當系統(tǒng)中出現(xiàn)了多道程序后，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的功能，把低速輸入輸出設備上的數(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。程序狀態(tài)字是用來控制指令執(zhí)行順序，并保留和指示與程序有關的系統(tǒng)狀態(tài)。正在運行的進程執(zhí)行訪管指令時引起的中斷。由程序執(zhí)行到某條機器指令時可能出現(xiàn)的各種問題而引起的中斷。 在這里引起中斷的事件稱為中斷源。 第4章 設備管理 設備管理采用的技術 緩沖技術5．緩沖池 當系統(tǒng)較大時，可以利用供多個進程共享的緩沖池來提高緩沖區(qū)的利用率。當傳輸數(shù)據(jù)量較大，或者兩者的速度相差較遠時，雙緩沖區(qū)效率較低。在任一時刻，只能進行單向的數(shù)據(jù)傳輸，并且傳輸數(shù)據(jù)量較少。1．緩沖的引入（1）緩和CPU與輸入輸出設備間速度不匹配的矛盾。例如，在啟動磁盤進行讀／寫之前，應先將本次要傳送的字節(jié)數(shù)、數(shù)據(jù)應到達的主存始址送入控制器的相應寄存器中。 (3) 驅動程序與輸入輸出控制方式緊密相關。三是發(fā)出輸入輸出命令，啟動分配到的輸入輸出設備，完成指定的輸入輸出操作。這樣，可以防止系統(tǒng)出現(xiàn)“瓶頸”現(xiàn)象。這樣的系統(tǒng)容易產生“瓶頸”現(xiàn)象。若控制器忙，則將進程插入到等待該控制器的隊列；否則，將該控制器分配給進程，即修改控制器控制表，把狀態(tài)字段的值由“0”改為進程名。當進程提出設備請求時，系統(tǒng)啟動設備分配程序，按照一定的算法為進程分配設備、設備控制器和通道。靜態(tài)分配策略是在作業(yè)級進行的，用戶作業(yè)開始執(zhí)行前，由系統(tǒng)一次分配給該作業(yè)所要求的全部設備、控制器和通道，直到該作業(yè)撤消為止。根據(jù)設備的使用性質來決定一臺設備可以分給幾個進程。它記錄已被連接到系統(tǒng)中的所有物理設備的情況，每個物理設備占一個表目，包括設備類型、擁有設備臺數(shù)、現(xiàn)存設備臺數(shù)、設備控制表指針等。它是指計算機系統(tǒng)對每臺設備的編號。 特點：通道所需要的CPU干預更少，并可以實現(xiàn)CPU、通道和輸入輸出設備三者之間的并行操作，從而更有效地提高整個系統(tǒng)資源的利用率。 特點：中斷控制方式比程序直接控制方式提高了CPU的利用率。它含有多個非分配型子通道，因而這種通道既具有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率，又能獲得令人滿意的通道利用率。如圖44所示。 （3）輸入輸出邏輯。第4章 設備管理 輸入輸出系統(tǒng) 設備控制器3．設備控制器的組成 由于設備控制器處于CPU與設備之間，它既要與CPU通信，又要與設備通信，還應具有按照CPU發(fā)來的命令去控制設備工作的功能。 （3）了解和報告設備狀態(tài)。設備控制器實現(xiàn)設備與CPU的通信，一般功能： （1）接收和識別命令。應根據(jù)設備的類型，給設備配置與之相應的控制器，如磁盤控制器、打印機控制器等。字符設備是指處理信息的基本單位是字符，如鍵盤、顯示器、打印機等。 (2) 共享設備。2．按操作特性分類 (1) 存儲設備。它通過設備控制表、控制器控制表、通道控制表和系統(tǒng)設備表記錄設備的使用情況，實現(xiàn)設備的分配與回收。n更多企業(yè)學院： 《中小企業(yè)管理全能版》183套講座+89700份資料《總經理、高層管理》49套講座+16388份資料《中層管理學院》46套講座+6020份資料 它是根據(jù)用戶提出的輸入輸出請求，為其分配所需要的設備，用戶使用完后，回收分配的設備。用戶設備是指操作系統(tǒng)生成時未登記在操作系統(tǒng)中的非標準設備，如繪圖儀、掃描儀等。多數(shù)低速設備都屬于此類設備，如打印機。 (2) 字符設備。因此，設備控制器是處理