6設(shè)備管理(編輯修改稿)
2025-01-20 03:11 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ：申請(qǐng)、關(guān)閉。 24 三、設(shè)備驅(qū)動(dòng)與中斷處理 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(wú)關(guān)的軟件中接收 I/O的請(qǐng)求，排入請(qǐng)求隊(duì)列或執(zhí)行之；執(zhí)行時(shí)，將請(qǐng)求轉(zhuǎn)化為更具體的形式。 當(dāng)進(jìn)程進(jìn)行 I/O操作時(shí)，將其阻塞至 I/O操作結(jié)束并發(fā)生中斷。中斷發(fā)生時(shí)，由中斷處理程序啟動(dòng)請(qǐng)求排隊(duì)的下一請(qǐng)求并解除等 I/O進(jìn)程的阻塞狀態(tài)，使其能夠繼續(xù)執(zhí)行。 25 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 一．設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序接口函數(shù) 驅(qū)動(dòng)程序初始化函數(shù) ：做一些針對(duì)驅(qū)動(dòng)程序本身的初始化工作，如向操作系統(tǒng)登記該驅(qū)動(dòng)程序的接口函數(shù)，該初始化函數(shù)在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)或驅(qū)動(dòng)程序安裝入內(nèi)核時(shí)執(zhí)行。 驅(qū)動(dòng)程序卸載函數(shù) ：在支持驅(qū)動(dòng)程序可動(dòng)態(tài)加載卸載的系統(tǒng)中才需要。 申請(qǐng)?jiān)O(shè)備函數(shù) ：申請(qǐng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序所管理的設(shè)備，按照設(shè)備特性進(jìn)行獨(dú)占式占用或者分時(shí)共享式占用。 釋放設(shè)備函數(shù) I／ O操作函數(shù) ：實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的 I／ O。對(duì)獨(dú)占型設(shè)備：包含了啟動(dòng) I／ O的指令；分時(shí)共享型設(shè)備：將 I／ O請(qǐng)求形成一個(gè)請(qǐng)求包，將其排到設(shè)備請(qǐng)求隊(duì)列。 中斷處理函數(shù) ：在設(shè)備 I／ O完成時(shí)向 CPU發(fā)中斷，然后被調(diào)用。該函數(shù)對(duì) I／ O完成做善后處理。 26 二、設(shè)備管理有關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 描述設(shè)備、控制器等部件的表格： 系統(tǒng)中常常為每一個(gè)部件、每一臺(tái)設(shè)備分別設(shè)置一張表格，常稱為 設(shè)備表 或 部件控制塊 。這類表格具體描述設(shè)備的類型、標(biāo)識(shí)符、進(jìn)行狀態(tài)，以及當(dāng)前使用者的進(jìn)程標(biāo)識(shí)符等。 建立同類資源的隊(duì)列： 通常在設(shè)備表的基礎(chǔ)上通過(guò)指針將相同物理屬性的設(shè)備連成隊(duì)列（稱設(shè)備隊(duì)列）。 面向進(jìn)程 I/O請(qǐng)求的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)： 每當(dāng)進(jìn)程發(fā)出塊 I/O請(qǐng)求時(shí)，系統(tǒng)建立一張表格（稱 I/O請(qǐng)求包 ）。將此次 I/O請(qǐng)求的參數(shù)填入表中，同時(shí)也將該 I/O有關(guān)的系統(tǒng)緩沖區(qū)地址等信息填入表中。 I/O請(qǐng)求包隨著 I/O的完成而被刪除。 建立 I/O隊(duì)列： 如請(qǐng)求包隊(duì)列 。 27 設(shè)備表 設(shè)備表 設(shè)備表 請(qǐng)求包 請(qǐng)求包 設(shè)備管理有關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系 28 一、單緩沖 當(dāng)用戶進(jìn)程發(fā)出 I/O請(qǐng)求時(shí)，操作系統(tǒng)在主存的系統(tǒng)空間為該操作分配一個(gè)緩沖區(qū)，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)先讀和延遲寫(xiě)。 引入原因： （ 1）可以改善進(jìn)程運(yùn)行速度與 I/O傳輸速度之間的速差矛盾。 （ 2）減少中斷 CPU的次數(shù)。 （ 3）提高 CPU和 I/O設(shè)備之間的并行性。 操作系統(tǒng) I/O設(shè)備 輸入 用戶進(jìn)程 移動(dòng) 緩沖技術(shù) 29 二、雙緩沖 可以實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)區(qū)與緩沖區(qū)之間交換數(shù)據(jù)和緩沖區(qū)與外設(shè)之間交換數(shù)據(jù)的并行。 操作系統(tǒng) I/O設(shè)備 輸入 用戶進(jìn)程 移動(dòng) 30 三、循環(huán)緩沖 引入系統(tǒng)緩沖池，采用有限緩沖區(qū)的生產(chǎn)者 /消費(fèi)者模型對(duì)緩沖池中的緩沖區(qū)進(jìn)行循環(huán)使用。 緩沖區(qū)結(jié)合預(yù)先讀和延遲寫(xiě)技術(shù)對(duì)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。 操作系統(tǒng) I/O設(shè)備 輸入 用戶進(jìn)程 移動(dòng) … 31 存儲(chǔ)設(shè)備 常見(jiàn)存儲(chǔ)外設(shè) ? 磁盤(pán) ? 數(shù)據(jù)組織 一個(gè)磁盤(pán)有多個(gè)盤(pán)面組成，盤(pán)面有同心圓磁道組成，磁道有扇區(qū)組成，扇區(qū)為基本傳輸單位。 ? 物理特性 單磁頭，多磁頭。 32 存取裝置 主軸 動(dòng)臂 盤(pán)片 柱面 磁道 讀寫(xiě)頭 多磁頭活動(dòng)頭盤(pán)示意圖 33 ? 光學(xué)存儲(chǔ)設(shè)備 ? CDROM； ? CDR,CDRW。 34 磁盤(pán)調(diào)度 磁盤(pán)地址： 臺(tái)號(hào) +柱面號(hào) +盤(pán)面號(hào) +扇區(qū)號(hào) 讀寫(xiě)一次磁盤(pán)信息所需的時(shí)間可分解為：尋找時(shí)間 (尋道時(shí)間 )、延遲時(shí)間、傳輸時(shí)間。 為提高磁盤(pán)傳輸效率，軟件應(yīng)著重考慮減少尋找時(shí)間和延遲時(shí)間。 35 一、減少尋找時(shí)間 (尋道時(shí)間 )的方法 減少尋找時(shí)間是提高磁盤(pán)傳輸效率的關(guān)鍵。因?yàn)椤皩ふ視r(shí)間”在幾十毫秒時(shí)間量級(jí)。 操作
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