操作系統(tǒng)設(shè)備管理課件(完整版)
【正文】 獨(dú)占設(shè)備 ：它是指在一段時(shí)間內(nèi)只允許一個(gè)用戶 (進(jìn)程 )訪問的設(shè)備，即臨界資源； 因而，對多個(gè)并發(fā)進(jìn)程而言，應(yīng)互斥地訪問這類設(shè)備，系統(tǒng)一旦把這類設(shè)備分配給某進(jìn)程后，便由該進(jìn)程獨(dú)占，直至用完釋放，應(yīng)當(dāng)注意，獨(dú)占設(shè)備的分配有可能引起進(jìn)程死鎖。 2) 按信息交換的單位分類 ? 塊設(shè)備 (Block Device)，這類設(shè)備用于存儲信息。第六章 設(shè)備管理 管理和控制所有的外部設(shè)備（ I/O設(shè)備），是操作系統(tǒng)的主要功能之一。 由于信息的存取總是以數(shù)據(jù)塊為單位， 故而得名。 ? 共享設(shè)備 ： 它是指在一段時(shí)間內(nèi)允許多個(gè)進(jìn)程同時(shí)訪問的設(shè)備，當(dāng)然，對于每一時(shí)刻而言，該類設(shè)備仍然只允許一個(gè)進(jìn)程訪問。 鍵盤 060 063 硬盤 320 – 32F 打印機(jī) 378 – 37F 軟盤 3F0 – 3F7 彩色顯示器 3D0 – 3DF IBM PC的 I/O地址 I/O控制方式 ?所謂 I/O操作的控制方式也就是外圍設(shè)備和內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳送控制方式，經(jīng)歷了程序直接控制方式，中斷控制方式，DMA方式和通道方式四種。當(dāng) I/O部件準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)后，利用中斷通知 CPU，再由 CPU完成數(shù)據(jù)傳輸。因此僅在數(shù)據(jù)塊傳送的開始和結(jié)束涉及到 CPU。用戶以設(shè)備標(biāo)識符和一些簡單的函數(shù)來使用設(shè)備，如打開、關(guān)閉、讀、寫等。 ?從設(shè)備讀取數(shù)據(jù) 。 ?其基本含義是： 應(yīng)用程序獨(dú)立于具體使用的物理設(shè)備。 邏輯設(shè)備名 物理設(shè)備名 驅(qū)動程序入口地址 /dev/tty 3 1024 /dev/printer 5 2046 ….. ….. ….. 三、設(shè)備驅(qū)動程序 ? 設(shè)備驅(qū)動程序 包括了所有與設(shè)備相關(guān)的代碼，其功能是從與設(shè)備無關(guān)的軟件中接收 I/O請求并執(zhí)行。 分時(shí)共享式設(shè)備是指在一段時(shí)間內(nèi)允許多個(gè)進(jìn)程同時(shí)訪問的設(shè)備，當(dāng)然，對于每一時(shí)刻而言，該類設(shè)備仍然只允許一個(gè)進(jìn)程訪問。因此必須避免邊生成邊打印，可以將輸出數(shù)據(jù)邊生成邊寫入文件中，文件相當(dāng)于虛擬打印設(shè)備，待全部輸入完成，在獨(dú)占打印機(jī)把文件內(nèi)容從打印機(jī)上打印出來。 例如，當(dāng)計(jì)算進(jìn)程陣發(fā)性地把大批量數(shù)據(jù)輸出到打印機(jī)上打印時(shí)，由于 CPU輸出數(shù)據(jù)的速度大大高于打印機(jī)的打印速度，因此， CPU只好停下來等待。 二、雙緩沖 可以實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)區(qū) —緩沖區(qū)之間交換數(shù)據(jù)和緩沖區(qū) —外設(shè)之間交換數(shù)據(jù)并行。 一、減少尋找時(shí)間的方法 減少尋找時(shí)間是提高磁盤傳輸效率的關(guān)鍵。 SSTF調(diào)度 ?根據(jù)磁頭的當(dāng)前位置，首先選擇請求隊(duì)列中距磁頭最短的請求。 ?例 :有四個(gè)訪問 5號柱面的訪問者，它們的訪問要求如下： 進(jìn)行旋轉(zhuǎn)調(diào)度后使得它們的執(zhí)行次序是： (1)， (2)， (4)， (3)，或 (1)， (3)， (4)， (2)。 0 4 1 5 7 3 6 2 7 0 4 1 3 6 2 5 3 7 0 4 6 2 5 1 6 3 7 0 2 5 1 4 磁盤是連續(xù)自轉(zhuǎn)的設(shè)備，磁盤機(jī)讀取一個(gè)扇區(qū)后，需要經(jīng)過短暫的處理時(shí)間才能開始讀寫下一扇區(qū)。 ?缺點(diǎn)：可能導(dǎo)致一些請求的 饑餓 ，由于大量新到的請求可能先服務(wù)而推遲服務(wù)。 操作系統(tǒng)磁盤驅(qū)動程序可以通過合理調(diào)度多道進(jìn)程對磁盤的訪問請求順序，達(dá)到減少磁盤平均服務(wù)時(shí)間的目的。 緩沖區(qū)結(jié)合預(yù)讀和滯后寫技術(shù)對具有重復(fù)性及陣發(fā)性 I/O進(jìn)程提高 I/O速度很有幫助。 . 緩沖技術(shù) ? 外圍設(shè)備與處理機(jī)速度不匹配的問題可以采用設(shè)置緩沖區(qū)的方法解決。 打印請求隊(duì)列（ 含要打印文件 ） 打印daemon 進(jìn)程 打印機(jī) ?Spooling
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