【正文】 POOLING系統(tǒng)：操作系統(tǒng)提供的外部設備聯(lián)機同時操作的功能 。 ? 緩沖技術是用來匹配 CPU與設備之間速度差異和負荷的不均勻 。 ? ? 在多用戶環(huán)境中 ， 系統(tǒng)必須決定一種策略 ， 以確定誰將取得一臺設備 、 使用多長時間 ， 何時存取設備 。 I/O管理的概念 引言 ? 計算機外部設備種類繁多 ， 特性各異 。 ? I/O設備 —— 是向 CPU傳輸信息或輸出經 CPU加工處理的信息的設備。如在系統(tǒng)中配備了兩臺打印機 ， 用戶要打印時只要告訴系統(tǒng)要將信息送到打印機即可 。 這個池中的緩沖區(qū)為系統(tǒng)中所有的進程共享使用 。 采用這種方式要求控制寄存器中有一個中斷位 。 ? 每類設備有一個 I/O請求隊列 ， 在系統(tǒng)初始化時 ， 將系統(tǒng)中所有設備的 I/O請求隊列置為空 。 ? 現(xiàn)代磁盤技術中，可將盤面分為若干區(qū)，在外面的區(qū)中每個磁道包含的扇區(qū)數比里面區(qū)中的扇區(qū)數多，如：劃兩個區(qū)，外區(qū)每道 32個扇區(qū)，內區(qū)每道 16個扇區(qū)。 磁盤調度和管理 磁盤調度 ? 最短尋道時間優(yōu)先法 ? （ Short Seek Time First， SSTF） ? 該算法在把磁頭移到遠處為另外的請求服務之前，先把靠近磁頭當前位置的所有請求都服務完。對應于 SCAN算法和CSCAN算法的這種算法分別稱 LOOK算法和CLOOK算法?，F(xiàn)在要順序處理這 5個記錄，如果盤旋轉一周需 20ms，處理程序每讀出一個記錄后要花 6ms進行處理。假定這個磁道劃分成 10塊，每塊存放一個記錄，安排見下表： 現(xiàn)在要順序處理這 10個記錄，如果盤旋轉一周需 20ms，處理程序每讀出一個記錄后要花 4ms進行處理。 ④ 旋轉延遲時間的影響。 磁頭從磁盤的一端移向另一端，遇到所需的磁道時就進行服務。 先來先服務調度算法示例 磁盤調度和管理 磁盤調度 在上例中，磁頭要從 53道移到 98道，然后依次移到其它各道，總共移動了 640個磁道。 （ 3） Sector（扇區(qū)） ? 扇區(qū)是將磁道按照相同角度等分的扇形。 I/O控制 I/O控制方式 ? 四 、 DMA方式 ? DMA即直接存儲器存取 ， 是一種快速傳送數據的機制 ， 利用 DMA方式進行數據存取時不需要CPU進行干預 ， 可提高系統(tǒng)執(zhí)行應用程序的效率 。 I/O控制 I/O控制方式 ? 一 、 循環(huán)測試 I/O方式 ? 早期的設備控制方式采用 。 ? 工作過程：首先輸入將數據送入 BUF1， 然后 ，申請 BUF2， 在向 BUF2輸入數據的同時 ， 輸出進程可從 BUF1中取數據 。 I/O管理的概念 設備獨立性 ? 一 、 設備獨立性的概念 ? 設備獨立性是指用戶在編程序時所使用的設備與實際設備無關 。 ? ? 不同的設備 ， 其出錯條件也不相同 ， 即數據傳輸失敗的原因各種各樣 ， 如打印機有缺紙錯 ， 磁盤 I/O有奇偶校驗錯等 。 設備的分類 ? （ 1）按系統(tǒng)和用戶的觀點分類 (從屬關系 ) ? 系統(tǒng)設備 —— 指在操作系統(tǒng)生成時已經登記在系統(tǒng)中的標準設備，如鍵盤、顯示器、磁盤、打印機等； ? 用戶設備 —— OS生成后未登記在系統(tǒng)中的非標準設備，繪圖儀、游戲操作柄、掃描儀等。 用戶程序中只使用邏輯設備名 。 同理 ， 向 BUF1輸入與從 BUF2中取數據可以并行 。 ? 該方式中 ， I/O控制器是操作系統(tǒng)軟件和硬件之間的接口 ， 它接收 CPU的命令 ， 并控制 I/O設備進行實際的操作 。 利用 DMA傳送數據時 ， 數據直接在源地址和目的地址之間傳送 ， 不需要中間媒介 。 ? 每個磁道上的等分段是一個扇區(qū)。 可見，這種調度算法產生的磁頭移動幅度太大：從 122道到 14道，然后又回到 124道。到達另一端后，磁頭立即 折返回磁盤的開頭 ，在返回過程中不進行服務。 磁盤的 I/O速度遠低于內存的訪問速度，這使得磁盤存儲系統(tǒng)很容易成為計算機系統(tǒng)的瓶頸，人們便千方百計地去提高磁盤I/O的速度，常見的方法有磁盤高速緩存Disk Cache、提前讀、延遲寫、虛擬盤、廉價磁盤冗余陣列 RAID、優(yōu)化物理布局等。試問： 1）處理完這 10個記錄所需的總時間是多少？ 2）為減少磁盤旋轉的周數，應如何進行優(yōu)化分布來安排這 10個記錄，并計算所需的時間。假定這個磁道劃分成 5塊，每塊存放一個記錄， 5塊中分別存放著記錄 A、 B、 C、 D、 E。 （ 4）巡回掃描法（ CSCAN） 巡回掃描調度算法示例 磁盤調度和管理 磁盤調度 ? （ 5）尋