【正文】 輸入進程SP i 輸出進程SP o輸入井輸出井磁盤內存輸入設備輸出設備： – 輸入井和輸出井 – 輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū) – 輸入進程 SPi和輸出進程 SPo ?優(yōu)點： ? 提高了 I/O速度： 將原先對低速 I/O設備的直接操作轉換成對高速磁盤的 I/O操作，使得程序的虛擬 I/O操作時間和實際 I/O操作時間分離開來，從而緩解了 CPU和 I/O設備的速度不匹配問題。 ? 檢查 I/O請求的合法性 ? 讀出和檢查設備的狀態(tài) ? 傳送參數(shù) ? 設置工作方式 ? 啟動 I/O設備 中斷 ? 中斷是指在計算機運行期間， CPU暫停當前進程而轉去處理其他應用程序的過程。 2）軟中斷：通信進程之間用來模擬硬中斷的一種信號通信方式。 ?分析中斷原因，調用中斷處理子程序。 ?每條磁道上存儲相同數(shù)目的二進制位。 ?固定頭磁盤 – 每條磁道上都有一個讀 /寫磁頭，適用于大容量磁盤。 r:磁盤旋轉速度 N:一條磁道上的字節(jié)數(shù) b:每次讀寫的字節(jié)數(shù) ? 磁盤訪問時間： 磁盤訪問時間和每次讀取數(shù)據的多少有關系，當存取數(shù)據相同時，訪問時間和數(shù)據的組織有一定關系 trsa TTTT ??? rNbTt ? 磁盤訪問主要的性能差異在于尋道時間，對于多個要求訪問磁盤的 I/O請求，應有適當?shù)恼{度算法，使得各進程對磁盤的平均訪問時間最小。在每個隊列中用 SCAN。典型的即生產者和消費者問題。 ? 數(shù)據交付步驟： ? 系統(tǒng)首先查看磁盤高速緩存中是否有所需數(shù)據的復制； ? 如果有復制，直接將數(shù)據提交給請求者； ? 否則，再從磁盤提取所需數(shù)據交付給請求者，同時將數(shù)據送入磁盤高速緩存，以備下次訪問。虛擬盤通常用于存放臨時文件，或一些只讀文件。 。 :34:3119:34:31March 31, 2023 ? 1意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。 :34:3119:34Mar2331Mar23 ? 1越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。 2023年 3月 31日星期五 7時 34分 31秒 19:34:3131 March 2023 ? 1一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。 , March 31, 2023 ? 閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。 :34:3119:34Mar2331Mar23 ? 1世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。 :34:3119:34:31March 31, 2023 ? 1他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。可以減少磁盤訪問次數(shù)。 ? 將內存中難以利用的小存儲區(qū)域鏈成一個緩沖池，供請求頁式管理系統(tǒng)和磁盤 I/O共享使用。（硬件緩沖） ?I/O設備或控制器內部的純硬件緩沖區(qū) ?內存開辟的緩沖區(qū)： I/O設備緩沖區(qū)，文件緩沖區(qū) ?脫機 I/O技術和 SPOOLing技術 1）單緩沖： 內存中的一塊區(qū)域 用戶進程 輸出設備緩沖區(qū)操作系統(tǒng)（a ）單緩沖設： T：一塊數(shù)據從磁盤到內存緩沖區(qū)所需的時間； M：操作系統(tǒng)將緩沖區(qū)數(shù)據送入用戶區(qū)所需時間； C： CPU對數(shù)據處理所需時間； 則，系統(tǒng)對整個數(shù)據的處理時間為： max(C,T)+M(T+C) （ CPU和 I/O設備并行工作，通常 M遠小于 T或 C） 2)雙緩沖 用戶進程 輸出設備緩沖區(qū)1操作系統(tǒng)（b ）雙緩沖緩沖區(qū)2 塊設備使用雙緩沖區(qū)時，先將數(shù)據輸入到第一個緩沖區(qū)，裝滿后再輸入到第二個緩沖區(qū)，可進一步提高 I/O設備和 CPU的并行工作效率。 內 外 內 外 3）掃描算法（ SCAN） SCAN和 CSCAN SCAN調度算法 150 50 160 10 184 24 90 94 58 32 55 3 39 16 38 1 18 20 被訪問的下 移動距離 一個磁道號 （磁道數(shù)） 平均尋道長度： 27． 8 從 100磁道開始， 向磁道號增加的方向 150 50 160 10 184 24 18 166 38 20 39 1 55 16 58 3 90 32 被訪問的下 移動距離 一個磁道號 （磁道數(shù)） 平均尋道長度： 35． 7 CSCAN調度算法 從 100磁道開始， 向磁道號增加的方向 對于 SSTF、 SCAN、 CSCAN均有可能出現(xiàn)磁頭在某處停留不動的情況（如進程對某道的訪問頻率高） ——稱為“磁臂粘著”現(xiàn)象。 s:啟動磁盤時間（磁盤驅動器啟動）， m:常數(shù) =， n:磁道數(shù)， Ts： 隨尋道距離的增大而增大，約 510ms ?旋轉延遲時間 Tr： 磁頭找到指定的扇區(qū)所經歷的時間。 ?高級格式化是指在磁盤上建立文件系統(tǒng)，由操作系統(tǒng)提供的工具實現(xiàn)。 ?每個盤片含兩面，每面上都有一個讀寫磁頭。 ?如果 CPU響應中斷，則必須關中斷，使 CPU進入不可再次響應中斷的狀態(tài)。 ?外中斷 來自處理機和內存外部的中斷。 ?設備驅動程序的特點 ? 對 I/O管理軟件屏蔽 I/O設備細節(jié)，實現(xiàn) I/O管理軟件的設備無關性； ? 設備驅動程序與硬件緊密相關，是 OS底層中和 I/O設備相關的一部分； ? 驅動程序的大部分一般用匯編語言書寫； ? 設備驅動程序與 I/O控制方式相關； ? 設備驅動程序可以動態(tài)加載。 設備分配中應注意的問題： 1）邏輯設備名可能有多個物理設備名與之相對應，在分配設備時需要掃描 LUT和 SDT，直到遇到第一個空閑的可分配設備為止；只有當所有設備都忙時才阻塞進程； 2）對于通道、控制器和設備的多通路連接情況，再分配控制器和通道時也需要多次檢測 COCT和CHCT SPOOLing技術 ? SPOOLing(Simultaneous Peripheral Operation On Line）技術 ,又稱為 假脫機技術 或 虛擬設備技術 ，它可以把獨享設備轉變成具有共享特征的虛擬設備，從而提高設備利用率。 SDT表項的主要組成： ? DCT指針：指向相應設備的 DCT； ? 設備標識； ? 設備類型：塊設備，字符設備或終端設備； ? 正在使用該設備的進程號。優(yōu)點：多個設備并行操作；缺點：可能造成死鎖。 一、設備分配時應考慮的問題 設備分配的綜合原則是合理使用外設 (公平和避免死鎖 )，提高設備使用率。 通道方式 DMA方式中 cpu以數(shù)據塊為單位干預 I/O操作，但進程需要連續(xù)操作幾個不連續(xù)的數(shù)據塊時， CPU仍需多次干預。 ?無法發(fā)現(xiàn)和處理由于設備和其它硬件所產生的錯誤 。 設備控制器的組成 數(shù)據寄存器控制/狀態(tài)寄存器I/O邏輯控制器與設備接口1控制器與設備接口2數(shù)據線地址線控制線CPU與控制器接口??數(shù)據狀態(tài)控制數(shù)據