【正文】 和外部設(shè)備間的并行性，現(xiàn)代操作系統(tǒng)大都在設(shè)備管理部分引入了緩沖技術(shù)。如：鍵盤、鼠標(biāo)器、語(yǔ)音的輸入和輸出等設(shè)備。 如打印機(jī)。167。 I/O設(shè)備通常包含一個(gè)機(jī)械部件和一個(gè)電子部件。6) 差錯(cuò)Network Optimization Expert Team2.167。216。通道沒(méi)有自己的內(nèi)存，與 CPU共享內(nèi)存。 字節(jié)多路通道以字節(jié)為單位傳輸信息，它可以分時(shí)地共享主通道。控制器 A控制器 B控制器 C控制器 D控制器 N…A 1A2A 3… 子通道 AB 1B2B3… 子通道 BC 1C2C3… 子通道 CN1N2N3… 子通道 NA1B1C1… A2B2C2…設(shè)備Network Optimization Expert Team2)167。 它含有多個(gè)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 。例如：Network Optimization Expert TeamISA(Industry 不支持 Pentium微機(jī)。在 CPU和外設(shè)間插入一復(fù)雜的管理層，用于協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)傳輸和提供一致的接口。 在這種方式下， CPU中 無(wú)中斷機(jī)構(gòu) 。Network Optimization Expert Team向 I/O控制器發(fā)讀命令讀 I/O控制器的狀態(tài)檢查狀態(tài)？從 I/O控制器中讀入字向存儲(chǔ)器中寫字傳送完成？未就緒就緒出錯(cuò)CPU→I/OI/O→CPUI/O→CPUCPU→ 內(nèi)存下條指令完成未完向 I/O控制器發(fā)讀命令讀 I/O控制器的狀態(tài)檢查狀態(tài)？從 I/O控制器中讀字向內(nèi)存中寫字傳送完成？就緒出錯(cuò)CPU→I/OI/O→CPUI/O→CPUCPU→ 內(nèi)存下條指令完成未完中斷CPU做其它事 向 I/O控制器發(fā)布讀塊命令CPU→DMACPU 做其它事讀 DMA控制器的狀態(tài)中斷DMA→CPU下條指令(a) I/O操作直接由 CPU控制，每傳送一個(gè)字符或字，要發(fā)生一次中斷，仍然消耗大量 CPU時(shí)間。Network Optimization Expert Team2.(3)DMA工作過(guò)程 可實(shí)現(xiàn) CPU、通道和 I/O設(shè)備三者的并行操作，從而更有效地提高整個(gè)系統(tǒng)的資源利用率。該程序是將內(nèi)存中不同地址的數(shù)據(jù)寫成多個(gè)記錄。 單緩沖是操作系統(tǒng)提供的最簡(jiǎn)單的一種緩沖形式。Network Optimization Expert Team工作區(qū)處理 (C)緩沖區(qū)傳送 (M) 輸入 (T)I/O設(shè)備(a)T1M1C1T2M2C2T3M3C3T4t(b)用戶進(jìn)程單緩沖工作示意圖 Buffer)Network Optimization Expert Team工作區(qū)用戶進(jìn)程 緩沖區(qū) 1緩沖區(qū) 2I/O 設(shè)備T1(緩沖 1)1C1M2C2M3C3T2(緩沖 2) T3(緩沖 3)M4C44(緩沖 4)(a)(b)167。分三類：216。 用于指示計(jì)算進(jìn)程下一個(gè)可用緩沖區(qū) G的指針Nextg。(1) 計(jì)算進(jìn)程把 C緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)提取完畢時(shí)調(diào)用；216。 緩沖池由內(nèi)存中一組大小相等的緩沖區(qū)組成，緩沖池屬于系統(tǒng)資源，由系統(tǒng)進(jìn)行管理。){RS)Btype){typetype(hinsoutsinhout收容輸入提取輸出用戶程序提取輸入收容輸出緩沖池（四種工作方式）Network Optimization Expert Team 設(shè) 備 分 配 Network Optimization Expert Team 設(shè)備分配中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1.通道控制表和系統(tǒng)設(shè)備表 (1)2.設(shè)備分配中的安全性 設(shè)備的獨(dú)立性Network Optimization Expert Team 設(shè)備獨(dú)立性 1.在應(yīng)用程序中，使用邏輯設(shè)備名稱來(lái)請(qǐng)求使用某類設(shè)備；系統(tǒng)在實(shí)際執(zhí)行時(shí)，使用物理設(shè)備名稱。易于實(shí)現(xiàn) I/O重定向Network Optimization Expert Team2.向用戶層 (或文件層 )軟件提供統(tǒng)一接口 在驅(qū)動(dòng)程序之上設(shè)置的一層軟件，用于實(shí)現(xiàn)了設(shè)備獨(dú)立性，稱為 設(shè)備獨(dú)立性軟件 ?；镜脑O(shè)備分配程序 進(jìn)程以物理設(shè)備名提出 I/O請(qǐng)求。增加設(shè)備的獨(dú)立性 OnLine(外部設(shè)備同時(shí)聯(lián)機(jī)操作）， 或稱為假脫機(jī)操作。SPOOLing系統(tǒng)的組成 輸出緩沖區(qū)：暫存從輸出井送來(lái)的數(shù)據(jù)，以后再傳送給輸出設(shè)備。用戶進(jìn)程請(qǐng)求打印時(shí)， SPOOLing系統(tǒng)將進(jìn)行兩步操作：② 輸出進(jìn)程再為用戶進(jìn)程申請(qǐng)一張空白的用戶請(qǐng)求打印表，并將用戶的打印要求填入其中，再將該表掛到請(qǐng)求打印隊(duì)列上。將獨(dú)占設(shè)備改造為共享設(shè)備。接收由 I/O進(jìn)程發(fā)來(lái)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。及時(shí)響應(yīng)由控制器或通道發(fā)來(lái)的中斷請(qǐng)求，并根據(jù)其中斷類型調(diào)用相應(yīng)的中斷處理程序進(jìn)行處理。(2)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的特點(diǎn) 驅(qū)動(dòng)程序與 I/O設(shè)備所采用的 I/O控制方式緊密相關(guān)。 保護(hù)被中斷進(jìn)程的現(xiàn)場(chǎng)。5.0 Physical磁盤的類型 可見(jiàn)，移動(dòng)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(jiǎn)單，故仍廣泛應(yīng)用于中小型磁盤設(shè)備中。這樣，對(duì)一般的磁盤，其尋道時(shí)間將隨尋道距離的增加而增大，大體上是 5~30對(duì)于硬盤，典型的旋轉(zhuǎn)速度大多為 5400r/min，每轉(zhuǎn)需時(shí) ，平均旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間 Tτ為 ；對(duì)于軟盤，其旋轉(zhuǎn)速度為 300r/min或 600r/min，這樣，平均 Tτ為 50~100 rNbrTT sa ++= 21Network Optimization Expert Team 磁盤調(diào)度1.First)但卻可能導(dǎo)致某個(gè)進(jìn)程發(fā)生 “饑餓 ”(Starvation)現(xiàn)象。循環(huán)掃描(CSCAN)算法 一個(gè)是由當(dāng)前所有請(qǐng)求磁盤 I/O的進(jìn)程形成的隊(duì)列，由磁盤調(diào)度按 SCAN算法進(jìn)行處理。而物理上是駐留在內(nèi)存中的盤塊。數(shù)據(jù)交付：這是直接將高速緩存中的數(shù)據(jù)，傳送到請(qǐng)求者進(jìn)程的內(nèi)存工作區(qū)中。還考慮了以下幾點(diǎn)：(1)在 UNIX系統(tǒng)中專門增設(shè)了一個(gè)修改 (update)程序，使之在后臺(tái)運(yùn)行，該程序周期性地調(diào)用一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用 SYNC。Network Optimization Expert Team4.提前讀 (ReadAhead)? I/O控制方式：程序 I/O方式、 中斷驅(qū)動(dòng) I/O方式 、DMA? 設(shè)備分配： SPOOLing技術(shù) 、獨(dú)占設(shè)備的分配程序、 中斷處理程序 、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。3. MSDOS所采用的寫回方式，幾乎不會(huì)造成數(shù)據(jù)的丟失，但須頻繁地啟動(dòng)磁盤。數(shù)據(jù)的一致性 Network Optimization Expert Team3.高速緩存的大小不固定。Network Optimization Expert Team 磁盤高速緩存 (Disk Cache) 1.當(dāng) N值取得很大時(shí)，會(huì)使 N步掃描法的性能接近于 SCAN算法的性能；當(dāng) N=1時(shí)， N步 SCAN算法便蛻化為 FCFS算法。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(dòng)的情況，稱為 “磁臂粘著 ”(Armstickiness)。NStepSCAN算法 (1)FCFS調(diào)度算法Network Optimization Expert Team2.這是指把數(shù)據(jù)從磁盤讀出或向磁盤寫入數(shù)據(jù)所經(jīng)歷的時(shí)間。傳輸時(shí)間 Tt旋轉(zhuǎn)延遲時(shí)間 Tτ指把磁臂 (磁頭 )移動(dòng)到指定磁道上所經(jīng)歷的時(shí)間。(1)這種結(jié)構(gòu)的磁盤主要用于 大容量 磁盤上。29BytesSynchByteTrackHeadSectorBytesPSW程序狀態(tài)字PC(N＋ 1)程序計(jì)數(shù)器R0Rn…寄存器……開(kāi)始返回用戶程序 中斷服務(wù)子例程PSWPC(N＋ 1)中斷棧TT＋ M線指針YNN+1R0Rn…Network Optimization Expert Team 磁盤存儲(chǔ)器管理 磁盤性能簡(jiǎn)述 1.4.3. (2)不設(shè)置專門的設(shè)備處理進(jìn)程，而只為各類設(shè)備設(shè)置相應(yīng)的設(shè)備處理程序 (模塊 )，供用戶進(jìn)程或系統(tǒng)進(jìn)程調(diào)用。 設(shè)備處理程序： 又稱設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、設(shè)備驅(qū)動(dòng)進(jìn)程，是 I/O進(jìn)程與設(shè)備控制器之間的通信程序。 (1)① 由輸出進(jìn)程在輸出井中為之申請(qǐng)一個(gè)空閑磁盤塊區(qū)，并將要打印的數(shù)據(jù)送入其中；實(shí)現(xiàn)了對(duì)作業(yè)輸入、組織調(diào)度和輸出的統(tǒng)一管理；n 輸出井：模擬脫機(jī)輸出時(shí)的磁盤設(shè)備，暫存用戶程序的輸出數(shù)據(jù)。167。什么是 SPOOLing167。才能成功。分配控制器 邏輯設(shè)備表 LUT（圖 a）(2)(1)共享設(shè)備 系統(tǒng)設(shè)備表 SDT(a)2DCT)SignalWaitPutbufSignal:=()。void n為了管理 ,將相同類型的緩沖區(qū)鏈成隊(duì)列，形成三個(gè)隊(duì)列：① 空緩沖隊(duì)列 emq；② 輸入隊(duì)列 inq；③ 輸出隊(duì)列 outq。 當(dāng)系統(tǒng)中的設(shè)備很多時(shí)，將會(huì)有許多這樣的循環(huán)緩沖區(qū)，消耗大量的內(nèi)存空間，而且其利用率也不高。(1)Nexti指針追趕上 Nextg指針。(2) 指示計(jì)算進(jìn)程正在使用的緩