【文章內(nèi)容簡介】 備類號。第4章 設(shè)備管理 設(shè)備分配與回收 設(shè)備分配中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2．控制器控制表 系統(tǒng)為每個控制器配置了一張控制器控制表，以反映控制器的使用狀態(tài)，以及與通道的連接狀況等。其內(nèi)容包括控制器標(biāo)識符、控制器的狀態(tài)、與控制器連接的通道表指針、控制器隊(duì)列的隊(duì)首指針、通道隊(duì)列的隊(duì)尾指針等。其中與控制器連接的通道表指針指向該控制器的通道控制表。第4章 設(shè)備管理 設(shè)備分配與回收 設(shè)備分配中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3．通道控制表 系統(tǒng)為每個通道配置一張通道控制表，以反映通道的使用狀態(tài)。其內(nèi)容包括通道標(biāo)識符、通道狀態(tài)、等待獲得該通道的進(jìn)程等待隊(duì)列指針等。第4章 設(shè)備管理 設(shè)備分配與回收 設(shè)備分配中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)4．系統(tǒng)設(shè)備表 系統(tǒng)設(shè)備表也稱為設(shè)備類表，整個系統(tǒng)配置一張。它記錄已被連接到系統(tǒng)中的所有物理設(shè)備的情況，每個物理設(shè)備占一個表目，包括設(shè)備類型、擁有設(shè)備臺數(shù)、現(xiàn)存設(shè)備臺數(shù)、設(shè)備控制表指針等。其中設(shè)備控制表指針指向該設(shè)備對應(yīng)的設(shè)備控制表。 這幾張表的關(guān)系：在系統(tǒng)設(shè)備表中有指向設(shè)備控制表的指針，在設(shè)備控制表中有指向該設(shè)備控制器控制表的指針，在控制器控制表中有指向與該控制器連接的通道控制表的指針。系統(tǒng)就是通過這種關(guān)系進(jìn)行設(shè)備的分配與回收的。第4章 設(shè)備管理 設(shè)備分配與回收 設(shè)備分配應(yīng)考慮的因素1．設(shè)備的使用性質(zhì) 按照設(shè)備自身的使用性質(zhì)，可以采用以下三種不同的分配方式：獨(dú)享分配、共享分配、虛擬分配。 獨(dú)享分配適用于大多數(shù)低速設(shè)備，如打印機(jī)。 共享分配適應(yīng)于高速設(shè)備，如磁盤。 虛擬分配適應(yīng)于虛擬設(shè)備。根據(jù)設(shè)備的使用性質(zhì)來決定一臺設(shè)備可以分給幾個進(jìn)程。第4章 設(shè)備管理 設(shè)備分配與回收 設(shè)備分配應(yīng)考慮的因素2．設(shè)備的分配算法 設(shè)備的分配算法主要是確定把設(shè)備先分給哪個進(jìn)程。設(shè)備的分配算法有先來先服務(wù)和優(yōu)先權(quán)兩種。 先來先服務(wù)算法是根據(jù)進(jìn)程發(fā)出請求的先后順序，把這些進(jìn)程排成一個設(shè)備請求隊(duì)列，設(shè)備分配程序總是把設(shè)備分配給隊(duì)首進(jìn)程。 優(yōu)先權(quán)算法是按照進(jìn)程的優(yōu)先權(quán)的高低進(jìn)行設(shè)備分配，誰的優(yōu)先權(quán)高就先把設(shè)備分給誰，對優(yōu)先權(quán)相同的按照先請求先服務(wù)的算法排隊(duì)。第4章 設(shè)備管理 設(shè)備分配與回收 設(shè)備分配應(yīng)考慮的因素3．設(shè)備分配的安全性 設(shè)備分配的安全性是指在設(shè)備分配中應(yīng)防止發(fā)生進(jìn)程的死鎖。設(shè)備分配的安全性采用的方法有靜態(tài)分配策略和動態(tài)分配策略，它們可以防止進(jìn)程死鎖。 （1）靜態(tài)分配策略。靜態(tài)分配策略是在作業(yè)級進(jìn)行的，用戶作業(yè)開始執(zhí)行前，由系統(tǒng)一次分配給該作業(yè)所要求的全部設(shè)備、控制器和通道，直到該作業(yè)撤消為止。靜態(tài)分配不會出現(xiàn)死鎖，但是，設(shè)備利用率低。 （2）動態(tài)分配策略。動態(tài)分配策略是在進(jìn)程執(zhí)行過程中，根據(jù)執(zhí)行的需要所進(jìn)行的設(shè)備分配。動態(tài)分配提高了設(shè)備的利用率，但是分配不當(dāng)，會造成進(jìn)程的死鎖。第4章 設(shè)備管理 設(shè)備分配與回收 設(shè)備分配應(yīng)考慮的因素4．設(shè)備的獨(dú)立性 設(shè)備的獨(dú)立性是指用戶在編制程序時所使用的設(shè)備與實(shí)際使用的設(shè)備無關(guān)。為此，要求用戶程序?qū)斎胼敵鲈O(shè)備的請求采用邏輯設(shè)備名，而在程序?qū)嶋H執(zhí)行時使用物理設(shè)備名，它們之間的關(guān)系類似存儲管理中的邏輯地址和物理地址的關(guān)系。第4章 設(shè)備管理 設(shè)備分配與回收 設(shè)備分配 在并發(fā)進(jìn)程環(huán)境中，設(shè)備分配是由系統(tǒng)完成的，以防止并發(fā)進(jìn)程對設(shè)備的無序競爭。當(dāng)進(jìn)程提出設(shè)備請求時，系統(tǒng)啟動設(shè)備分配程序，按照一定的算法為進(jìn)程分配設(shè)備、設(shè)備控制器和通道。 在這三種資源中，通道是最緊缺的資源，設(shè)備是最充足的資源，所以，設(shè)備分配的步驟是：先分配設(shè)備，再分配設(shè)備控制器，最后分配通道。1．分配設(shè)備 分配設(shè)備的過程如圖46所示。第4章 設(shè)備管理 設(shè)備分配與回收 設(shè)備分配1．分配設(shè)備 根據(jù)進(jìn)程提出的設(shè)備名查找系統(tǒng)設(shè)備表，若沒有找到，則顯示出錯信息，并結(jié)束分配； 否則，從中找到該設(shè)備的設(shè)備控制表，查看設(shè)備控制表中的設(shè)備狀態(tài)字段。若該設(shè)備處于忙狀態(tài)，則將進(jìn)程插入到該設(shè)備的等待隊(duì)列；若設(shè)備空閑，便按照一定的算法來計(jì)算本次設(shè)備分配的安全性。若分配不會引起死鎖則進(jìn)行設(shè)備分配，修改設(shè)備控制表，把狀態(tài)字段的值由“0”改為進(jìn)程名，并修改系統(tǒng)設(shè)備表，使“現(xiàn)存設(shè)備臺數(shù)”減少分配的臺數(shù)；否則，將該進(jìn)程插入到該設(shè)備的等待隊(duì)列。第4章 設(shè)備管理 設(shè)備分配與回收 設(shè)備分配2．分配設(shè)備控制器 分配設(shè)備控制器的過程如圖47所示。 在系統(tǒng)把設(shè)備分配給請求輸入輸出的進(jìn)程后，再到設(shè)備控制表中找到與該設(shè)備相連的控制器控制表，從該表的狀態(tài)字段中可知該控制器是否忙碌。若控制器忙，則將進(jìn)程插入到等待該控制器的隊(duì)列；否則，將該控制器分配給進(jìn)程，即修改控制器控制表，把狀態(tài)字段的值由“0”改為進(jìn)程名。第4章 設(shè)備管理 設(shè)備分配與回收 設(shè)備分配3．分配通道 分配通道的過程如圖48所示。 在分配完設(shè)備控制器后，從控制器控制表中找到與該控制器相連的通道控制表，從該表的狀態(tài)字段中可知該通道是否忙碌。若通道處于忙碌狀態(tài)，則將該進(jìn)程插入到等待該通道的隊(duì)列；否則，將該通道分配給進(jìn)程，即修改通道控制表，把狀態(tài)字段的值由“0”改為進(jìn)程名。第4章 設(shè)備管理 設(shè)備分配與回收 設(shè)備回收 當(dāng)進(jìn)程撤消或設(shè)備使用完畢后，要進(jìn)行設(shè)備的回收，設(shè)備回收的過程如圖49所示。設(shè)備回收的步驟：（1）系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)程名在設(shè)備分配表中找到相應(yīng)的記錄，把設(shè)備狀態(tài)修改為“0”表示未分配，若該設(shè)備的等待隊(duì)列不空，則喚醒隊(duì)首進(jìn)程，進(jìn)行設(shè)備分配；（2）到該設(shè)備的控制器控制表中，把其狀態(tài)由進(jìn)程名改為“0”，若該控制器的等待隊(duì)列不空，則喚醒隊(duì)首進(jìn)程，進(jìn)行控制器分配；（3）到該控制器的通道控制表中，把其狀態(tài)由進(jìn)程名改為“0”，若該通道的等待隊(duì)列不空，則喚醒隊(duì)首進(jìn)程，進(jìn)行通道分配；（4）在系統(tǒng)設(shè)備表中，把回收設(shè)備臺數(shù)添加到“現(xiàn)存設(shè)備臺數(shù)”中。 第4章 設(shè)備管理 設(shè)備分配與回收 對設(shè)備分配程序的改進(jìn) 以上設(shè)備分配程序有兩個特點(diǎn)，一是，進(jìn)程是以物理設(shè)備名來提出輸入輸出請求的。二是，系統(tǒng)采用的是單通路的輸入輸出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。這樣的系統(tǒng)容易產(chǎn)生“瓶頸”現(xiàn)象。為此，對設(shè)備分配程序做以下改進(jìn)：