[工學]5第五章設備管理(編輯修改稿)
2025-02-17 13:04 本頁面
【文章內容簡介】 為脫機輸入輸出方式。 脫機 I/O示意圖 25 ?用多道程序系統(tǒng)中的兩道程序來現(xiàn)了外圍操作與CPU對數(shù)據(jù)的處理同時進行－ “ 假脫機技術 ”。 26 設 備 分 配 SPOOLing 系統(tǒng)的組成 : ? 輸入井、輸出井 ? 輸入 緩沖區(qū) 、輸出 緩沖區(qū) ? 輸入 進程 和輸出 進程 ? 2． SPOOLing系統(tǒng)的組成 輸入進程 SPi 輸出進程 SPo 輸入緩沖區(qū) Bi 輸出緩沖區(qū) B0 輸入 設備 輸出 設備 磁盤 輸入井 輸出井 27 設 備 分 配 ? 3．共享打印機 ? 舉例：共享打印機－是 SPOOLing技術的典型實例。 SPOOLing系統(tǒng)接收到用戶進程的打印輸出請求后 ： 1. 由輸出進程在輸出井中為之申 請一個空閑磁盤塊區(qū)，并將要打印的數(shù)據(jù)送入其中； 2. 輸出進程再為用戶進程 申請一張空白的用戶請求打印表 ，并將用戶的打印要求填入其中，再將該表掛到請求打印隊列上。 當打印機空閑時，輸出進程將從請求打印隊列的隊首 取出一張請求打印表，再從輸出井把數(shù)據(jù)送到內存緩沖 區(qū)，啟動打印機打印輸出。 28 設 備 分 配 ? 4． SPOOLing系統(tǒng)的特點 ? (1) 提高了 I/O的速度 ? (2) 將獨占設備改造為共享設備 ? (3) 實現(xiàn)了虛擬設備功能 從對低速 I/O設備進行的 I/O操作變?yōu)閷斎刖蜉敵鼍? 的操作，如同脫機操作一樣，提高了 I/O速度，緩和了 CPU 與低速 I/O設備速度不匹配的矛盾。 在輸入井或輸出井中，分配給進程的是一存儲區(qū)和建立 一張 I/O請求表，把獨占設備變?yōu)楣蚕碓O備。 在宏觀上，多個進程在同時使用一臺獨占設備。 29 磁盤存儲器的管理 ? 磁盤性能簡述 ? 1．數(shù)據(jù)的組織和格式 磁盤設備可包括一或多個物理盤片，每個磁盤片分一個 或兩個 存儲面 (surface)，每個磁盤面被組織成若干個同心 環(huán)，這種環(huán)稱為 磁道 (track)，各磁道之間留有必要的間隙。 每條磁道又被邏輯上劃分成若干個 扇區(qū) (sectors)。 磁盤的結構和布局 30 ?存儲設備的物理結構 ? 隨機（直接）存取存儲設備，每個物理記錄有確定的位置和唯一地址，存取任何一個物理記錄所需時間幾乎不依賴于此信息存放的物理位置。例如：磁盤 移動臂 盤片組 磁頭 柱面 磁道 31 磁盤性能簡述 柱面 扇區(qū) 磁臂 磁頭 磁盤的結構 32 磁盤性能簡述 磁盤的結構 磁道間隔 扇區(qū) 磁道 扇區(qū)間隔 33 為了對磁盤迭中的一個物理記錄進行定位，需要三個參數(shù)： ?（ 1） 柱面號 ?隨著臂的移動 ， 各盤面所有的讀寫頭同時移動 ， 并定位在同樣的垂直位置的磁道上 ， 這些磁道形成了一個柱面 。 通常由外向里給各柱面依次編以順序號 ， 0， 1，2， … 。 ?（ 2） 磁頭號 ?將一個磁盤迭的全部有效盤面從上至下依次編以順序號 ， 0， 1， 2， … ， 稱為磁頭號 ， 盤面號與磁頭號是相對的 。 ?（ 3） 扇區(qū)號 ?將各磁道分成若干個大小相等的扇區(qū)并編以序號 0， 1，2， … 。 34 磁盤性能簡述 (0柱面 ,0磁頭 ,1扇區(qū) ) (0， 0， 63) (1， 0， 3) (0， 0， 2) (0， 1， 1) (0， 3， 1) (1， 0， 1) (0柱面 ,0磁頭 ,1扇區(qū) ) 磁盤的物理地址 35 ?磁盤容量算法 ? 硬盤容量＝盤面數(shù)柱面數(shù)扇區(qū)數(shù)每扇區(qū)字節(jié) ? 16 16383 63 600 ＝ 9,908,438,400 ≈ 10G ? 16 16383 63 512 ＝ 8,455,200,768 柱面 扇區(qū) 磁臂 磁頭 36 磁盤存儲器的管理 ? 2．磁盤的類型 最常見的有：將磁盤分成 硬盤 和 軟盤 、 單片盤 和 多片 盤 、 固定頭磁盤 和 活動頭 (移動頭 )磁盤 等。 ? 1) 固定頭磁盤 ? 2) 移動頭磁盤 ?在每條磁道上都有一個讀 /寫磁頭； ?主要用于大容量磁盤上。 ?每一個盤面僅配有一個磁頭，且能移動以進行尋道； ?結構簡單，但只能進行串行讀 /寫， I/O速度慢； ?廣泛用于中小型磁盤設備中。 37 磁盤存儲器的管理 ? 3．磁盤訪問時間 ?(1) 尋道時間 Ts 把磁臂 (磁頭 )從當前位置移動到指定磁道上所經歷的時間。 ?(2) 旋轉延遲時間 Tr 指定扇區(qū)旋轉到磁頭下面所需的時間。 ?(3) 傳輸時間 Tt 把數(shù)據(jù)從磁盤讀出，或向磁盤寫入數(shù)據(jù)所經歷的時間。 訪問時間 Ta = Ts + 1/2r +b/rN Tr =1/(2*r)（ r為磁盤每秒的轉數(shù)） 如：硬盤旋轉速度為 15000r/min, 即 Tr為 2ms. Ts是啟動磁盤的時間 S與磁頭移 動 n條磁道所花費時間之和。 Ts = m n + S 其中 :m是一常數(shù)，與磁盤驅動器 的速度有關，一般磁盤 m=,高 速磁盤 m≦ ,磁盤啟動時間約 2ms Tt 的大小與每次所讀 /寫的字節(jié) 數(shù) b和旋轉速度有關： Tt = b / (r*N) 其中： r 為磁盤旋轉速度 N 為一條磁道上的字節(jié)數(shù) 38 磁盤存儲器的管
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