【正文】 輸入進(jìn)程SP i 輸出進(jìn)程SP o輸入井輸出井磁盤(pán)內(nèi)存輸入設(shè)備輸出設(shè)備： – 輸入井和輸出井 – 輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū) – 輸入進(jìn)程 SPi和輸出進(jìn)程 SPo ?優(yōu)點(diǎn)： ? 提高了 I/O速度： 將原先對(duì)低速 I/O設(shè)備的直接操作轉(zhuǎn)換成對(duì)高速磁盤(pán)的 I/O操作，使得程序的虛擬 I/O操作時(shí)間和實(shí)際 I/O操作時(shí)間分離開(kāi)來(lái)，從而緩解了 CPU和 I/O設(shè)備的速度不匹配問(wèn)題。 ? 檢查 I/O請(qǐng)求的合法性 ? 讀出和檢查設(shè)備的狀態(tài) ? 傳送參數(shù) ? 設(shè)置工作方式 ? 啟動(dòng) I/O設(shè)備 中斷 ? 中斷是指在計(jì)算機(jī)運(yùn)行期間， CPU暫停當(dāng)前進(jìn)程而轉(zhuǎn)去處理其他應(yīng)用程序的過(guò)程。 2）軟中斷：通信進(jìn)程之間用來(lái)模擬硬中斷的一種信號(hào)通信方式。 ?分析中斷原因，調(diào)用中斷處理子程序。 ?每條磁道上存儲(chǔ)相同數(shù)目的二進(jìn)制位。 ?固定頭磁盤(pán) – 每條磁道上都有一個(gè)讀 /寫(xiě)磁頭，適用于大容量磁盤(pán)。 r:磁盤(pán)旋轉(zhuǎn)速度 N:一條磁道上的字節(jié)數(shù) b:每次讀寫(xiě)的字節(jié)數(shù) ? 磁盤(pán)訪問(wèn)時(shí)間： 磁盤(pán)訪問(wèn)時(shí)間和每次讀取數(shù)據(jù)的多少有關(guān)系，當(dāng)存取數(shù)據(jù)相同時(shí)，訪問(wèn)時(shí)間和數(shù)據(jù)的組織有一定關(guān)系 trsa TTTT ??? rNbTt ? 磁盤(pán)訪問(wèn)主要的性能差異在于尋道時(shí)間，對(duì)于多個(gè)要求訪問(wèn)磁盤(pán)的 I/O請(qǐng)求，應(yīng)有適當(dāng)?shù)恼{(diào)度算法，使得各進(jìn)程對(duì)磁盤(pán)的平均訪問(wèn)時(shí)間最小。在每個(gè)隊(duì)列中用 SCAN。典型的即生產(chǎn)者和消費(fèi)者問(wèn)題。 ? 數(shù)據(jù)交付步驟： ? 系統(tǒng)首先查看磁盤(pán)高速緩存中是否有所需數(shù)據(jù)的復(fù)制； ? 如果有復(fù)制，直接將數(shù)據(jù)提交給請(qǐng)求者； ? 否則，再?gòu)拇疟P(pán)提取所需數(shù)據(jù)交付給請(qǐng)求者，同時(shí)將數(shù)據(jù)送入磁盤(pán)高速緩存，以備下次訪問(wèn)。虛擬盤(pán)通常用于存放臨時(shí)文件，或一些只讀文件。 。 :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。 :34:3119:34Mar2331Mar23 ? 1越是無(wú)能的人，越喜歡挑剔別人的錯(cuò)兒。 2023年 3月 31日星期五 7時(shí) 34分 31秒 19:34:3131 March 2023 ? 1一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。 , March 31, 2023 ? 閱讀一切好書(shū)如同和過(guò)去最杰出的人談話。 :34:3119:34Mar2331Mar23 ? 1世間成事，不求其絕對(duì)圓滿，留一份不足，可得無(wú)限完美。 :34:3119:34:31March 31, 2023 ? 1他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國(guó)見(jiàn)青山?？梢詼p少磁盤(pán)訪問(wèn)次數(shù)。 ? 將內(nèi)存中難以利用的小存儲(chǔ)區(qū)域鏈成一個(gè)緩沖池，供請(qǐng)求頁(yè)式管理系統(tǒng)和磁盤(pán) I/O共享使用。（硬件緩沖） ?I/O設(shè)備或控制器內(nèi)部的純硬件緩沖區(qū) ?內(nèi)存開(kāi)辟的緩沖區(qū)： I/O設(shè)備緩沖區(qū)，文件緩沖區(qū) ?脫機(jī) I/O技術(shù)和 SPOOLing技術(shù) 1）單緩沖： 內(nèi)存中的一塊區(qū)域 用戶進(jìn)程 輸出設(shè)備緩沖區(qū)操作系統(tǒng)（a ）單緩沖設(shè)： T：一塊數(shù)據(jù)從磁盤(pán)到內(nèi)存緩沖區(qū)所需的時(shí)間； M：操作系統(tǒng)將緩沖區(qū)數(shù)據(jù)送入用戶區(qū)所需時(shí)間； C： CPU對(duì)數(shù)據(jù)處理所需時(shí)間； 則，系統(tǒng)對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)的處理時(shí)間為： max(C,T)+M(T+C) （ CPU和 I/O設(shè)備并行工作，通常 M遠(yuǎn)小于 T或 C） 2)雙緩沖 用戶進(jìn)程 輸出設(shè)備緩沖區(qū)1操作系統(tǒng)（b ）雙緩沖緩沖區(qū)2 塊設(shè)備使用雙緩沖區(qū)時(shí)，先將數(shù)據(jù)輸入到第一個(gè)緩沖區(qū)，裝滿后再輸入到第二個(gè)緩沖區(qū)，可進(jìn)一步提高 I/O設(shè)備和 CPU的并行工作效率。 內(nèi) 外 內(nèi) 外 3）掃描算法（ SCAN） SCAN和 CSCAN SCAN調(diào)度算法 150 50 160 10 184 24 90 94 58 32 55 3 39 16 38 1 18 20 被訪問(wèn)的下 移動(dòng)距離 一個(gè)磁道號(hào) （磁道數(shù)） 平均尋道長(zhǎng)度： 27． 8 從 100磁道開(kāi)始， 向磁道號(hào)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(wèn)的下 移動(dòng)距離 一個(gè)磁道號(hào) （磁道數(shù)） 平均尋道長(zhǎng)度： 35． 7 CSCAN調(diào)度算法 從 100磁道開(kāi)始， 向磁道號(hào)增加的方向 對(duì)于 SSTF、 SCAN、 CSCAN均有可能出現(xiàn)磁頭在某處停留不動(dòng)的情況（如進(jìn)程對(duì)某道的訪問(wèn)頻率高） ——稱為“磁臂粘著”現(xiàn)象。 s:啟動(dòng)磁盤(pán)時(shí)間（磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器啟動(dòng)）， 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(zhuǎn)延遲時(shí)間 Tr： 磁頭找到指定的扇區(qū)所經(jīng)歷的時(shí)間。 ?高級(jí)格式化是指在磁盤(pán)上建立文件系統(tǒng)，由操作系統(tǒng)提供的工具實(shí)現(xiàn)。 ?每個(gè)盤(pán)片含兩面，每面上都有一個(gè)讀寫(xiě)磁頭。 ?如果 CPU響應(yīng)中斷，則必須關(guān)中斷，使 CPU進(jìn)入不可再次響應(yīng)中斷的狀態(tài)。 ?外中斷 來(lái)自處理機(jī)和內(nèi)存外部的中斷。 ?設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的特點(diǎn) ? 對(duì) I/O管理軟件屏蔽 I/O設(shè)備細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn) I/O管理軟件的設(shè)備無(wú)關(guān)性； ? 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與硬件緊密相關(guān)，是 OS底層中和 I/O設(shè)備相關(guān)的一部分； ? 驅(qū)動(dòng)程序的大部分一般用匯編語(yǔ)言書(shū)寫(xiě)； ? 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與 I/O控制方式相關(guān)； ? 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序可以動(dòng)態(tài)加載。 設(shè)備分配中應(yīng)注意的問(wèn)題： 1）邏輯設(shè)備名可能有多個(gè)物理設(shè)備名與之相對(duì)應(yīng)，在分配設(shè)備時(shí)需要掃描 LUT和 SDT，直到遇到第一個(gè)空閑的可分配設(shè)備為止；只有當(dāng)所有設(shè)備都忙時(shí)才阻塞進(jìn)程； 2）對(duì)于通道、控制器和設(shè)備的多通路連接情況，再分配控制器和通道時(shí)也需要多次檢測(cè) COCT和CHCT SPOOLing技術(shù) ? SPOOLing(Simultaneous Peripheral Operation On Line）技術(shù) ,又稱為 假脫機(jī)技術(shù) 或 虛擬設(shè)備技術(shù) ，它可以把獨(dú)享設(shè)備轉(zhuǎn)變成具有共享特征的虛擬設(shè)備，從而提高設(shè)備利用率。 SDT表項(xiàng)的主要組成： ? DCT指針：指向相應(yīng)設(shè)備的 DCT； ? 設(shè)備標(biāo)識(shí)； ? 設(shè)備類型：塊設(shè)備，字符設(shè)備或終端設(shè)備； ? 正在使用該設(shè)備的進(jìn)程號(hào)。優(yōu)點(diǎn)：多個(gè)設(shè)備并行操作；缺點(diǎn)：可能造成死鎖。 一、設(shè)備分配時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題 設(shè)備分配的綜合原則是合理使用外設(shè) (公平和避免死鎖 )，提高設(shè)備使用率。 通道方式 DMA方式中 cpu以數(shù)據(jù)塊為單位干預(yù) I/O操作，但進(jìn)程需要連續(xù)操作幾個(gè)不連續(xù)的數(shù)據(jù)塊時(shí)， CPU仍需多次干預(yù)。 ?無(wú)法發(fā)現(xiàn)和處理由于設(shè)備和其它硬件所產(chǎn)生的錯(cuò)誤 。 設(shè)備控制器的組成 數(shù)據(jù)寄存器控制/狀態(tài)寄存器I/O邏輯控制器與設(shè)備接口1控制器與設(shè)備接口2數(shù)據(jù)線地址線控制線CPU與控制器接口??數(shù)據(jù)狀態(tài)控制數(shù)據(jù)