【文章內(nèi)容簡介】 制表， SDT是磁鐵范圍的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，記錄系統(tǒng)中全部設(shè)備的情況，每個設(shè)備占一個表目。 （聯(lián)想記憶： I/O系統(tǒng)管理對象）* 38根據(jù)用戶請求的 I/O設(shè)備的邏輯名，查找邏輯設(shè)備和物理設(shè)備的映射表；以物理設(shè)備為索引，查找 SDT，找到該設(shè)備所連接的 DCT；繼續(xù)查找與該設(shè)備連接的COCT和 CHCT，就找到了一條通路Question:用戶發(fā)出了一個 I/O請求（例如打印 ），則前述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) (四張表 )的訪問次序如何？？* 39216。 設(shè)備屬性： 獨占、共享設(shè)備。252。 由于獨占設(shè)備的利用率低，為解決此問題采用虛擬分配，即為進程分配一個虛擬的設(shè)備 SPOOLING技術(shù)。216。 分配方式： 靜態(tài)分配和動態(tài)分配。因為設(shè)備是資源，要考慮分配時的安全性 避免 死鎖 。252。 靜態(tài)分配在進程創(chuàng)建時分配，在進程退出時釋放（不會出現(xiàn)死鎖；設(shè)備利用率不高）；252。 在進程執(zhí)行過程中根據(jù)需要分配，使用結(jié)束后釋放，有利于提高設(shè)備利用率，需要考慮死鎖問題，（做法）每當進程發(fā)出 I/O請求，即阻塞；216。 分配算法： 先來先服務(wù)和優(yōu)先級算法。2. 設(shè)備分配時應(yīng)考慮的因素* 403. 設(shè)備虛擬技術(shù) SPOOLING系統(tǒng)SPOOLing技術(shù)的引入是為了 將獨占設(shè)備改造為共享設(shè)備 。n 獨占設(shè)備在一個期間內(nèi)只能被一個進程使用，由于設(shè)備的速度很慢，造成其他要使用同一設(shè)備的進程不得不長時間地等待。n 要解決 獨占設(shè)備 分配所帶來的問題，最根本的策略就是用某種方法將其轉(zhuǎn)化為一個 共享設(shè)備 。n SPOOLing系統(tǒng)的實現(xiàn)方案是在外存中開辟一些區(qū)域 I/O井 。用戶進程與設(shè)備交換數(shù)據(jù)時，只對 I/O井高速讀 /寫數(shù)據(jù)，由 SPOOLing系統(tǒng)控制在適當?shù)臅r候?qū)?I/O井中的數(shù)據(jù)傳輸給實際設(shè)備。對用戶進程來說， I/O井就是一臺高速的虛擬設(shè)備。n SPOOLing Simultaneous Peripheral Operating OnLine，即外圍設(shè)備的聯(lián)機并行操作，又稱假脫機技術(shù) or又稱為排隊轉(zhuǎn)儲技術(shù)。* 41216。 輸入： 進程 SPi將數(shù)據(jù)從輸入設(shè)備通過輸入緩沖區(qū)再送到輸入井。當 CPU需要輸入數(shù)據(jù)時，直接從輸入井讀入內(nèi)存。216。 輸出： SPo進程把用戶輸出的數(shù)據(jù)，先從內(nèi)存送到輸出井，待輸出設(shè)備空閑時，再將輸出井中的數(shù)據(jù)，經(jīng)過輸出緩沖區(qū)送到輸出設(shè)備上。n 輸入 /出井： 磁盤 上開辟的兩大存儲空間。輸入井用于收容外部設(shè)備（ I/O）設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)；輸出井用于輸出。n 輸入 /輸出緩沖區(qū)： 內(nèi)存 開辟兩個緩沖區(qū)。輸入緩沖區(qū)用于暫存由輸入設(shè)備送來的數(shù)據(jù)。輸出緩沖區(qū)用于暫存從輸出井送來的數(shù)據(jù)。n 輸入進程 SPi和輸出進程 Spo： 用于控制輸入和輸出過程。* 42SPOOLing系統(tǒng)的特點n 提高了 I/O速度： 應(yīng)用程序的虛擬 I/O比實際 I/O速度提高，縮短應(yīng)用程序的執(zhí)行時間。另一方面，程序的虛擬 I/O操作時間和實際 I/O操作時間分離開來。n 將獨占設(shè)備改造為共享設(shè)備： 在 SPOOLing 系統(tǒng)中，實際上并沒有為任何進程分配，而只是在輸入井和輸出井中，為進程分配一存儲區(qū)和建立一張 I/O請求表。這樣，便把獨占設(shè)備改造為共享設(shè)備。n 實現(xiàn)了虛擬設(shè)備功能： * 43實例 — 共享打印機共享打印機是 SPOOLing 技術(shù)應(yīng)用的典型實例 ,已經(jīng)被廣泛用于多用戶系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡(luò)中。n 當用戶進程請求打印輸出時， SPOOLING系統(tǒng)立即同意為該進程執(zhí)行打印輸出，但并不是真正地把打印機分配給該用戶進程，而只是為該進程做兩項工作：252。 由輸出進程在輸出井中申請一個空閑盤塊區(qū)，并將要打印的數(shù)據(jù)送入其中 。252。 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添入其中，再將該表掛到請求打印隊列末尾n 打印機空閑時， SPo將從請求打印隊列的隊首取出一張請求打印表，根據(jù)表中的要求將要打印的數(shù)據(jù)從輸出井傳送到內(nèi)存緩沖區(qū)，再由打印機進行打印。n 打印完成后， SPo再查看請求打印隊列中是否還有等待打印的請求表。紙質(zhì)打印隊列為空，輸出進程才將自己停止工作，等待下次喚醒。 * 44用戶進程SPOOLing系統(tǒng)輸出進程輸出設(shè)備(打印機） 輸出＃主機 外存 當用戶提出打印請求此時， 并不申請打印機 ，而是喚醒 SPo進程，由其完成兩件事：216。 將要輸出的數(shù)據(jù)輸出到申請的輸出＃；216。 填寫一張打印請求表，并將其掛在打印機的打印請求隊列上；完成以上工作后，對于進程而言，其打印任務(wù)已經(jīng)完成。那么什么時候申請打印機呢？申請打印機的工作，由 SPOOLING輸出進程完成，由它根據(jù)打印機狀態(tài)，將請求隊列表中的任務(wù)依次完成。* 45是由微軟為其發(fā)布的 Windows操作系統(tǒng)定義一個重要的系統(tǒng)進程，被稱為： Spooler SubSystem App（后臺處理程序子系統(tǒng)應(yīng)用程序），是打印后臺處理程序打印接口的主要組成部分。* 46TIPS！！關(guān)閉 SPOOLING打印* 47I/O軟件大多采用分層結(jié)構(gòu)，底層軟件用來屏蔽硬件的細節(jié)，高層軟件則主要為用戶提供一個規(guī)范的使用接口。216。 分層結(jié)構(gòu)的底層是設(shè)備相關(guān)部分，稱為設(shè)備驅(qū)動程序 (device driver)。直接和相應(yīng)的設(shè)備打交道，負責設(shè)備的具體驅(qū)動和控制。216。 設(shè)備驅(qū)動程序是直接管理和操縱設(shè)備控制器的軟件，每個設(shè)備控制器都由一個特定的設(shè)備驅(qū)動程序來控制。 設(shè)備驅(qū)動設(shè)備驅(qū)動程序接受上層 I/O軟件的 I/O請求，將其轉(zhuǎn)化為設(shè)備控制器的命令代碼，操縱設(shè)備控制器完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜^程。* 48設(shè)備驅(qū)動程序與設(shè)備控制器交互的大致過程驅(qū)動程序?qū)⒖刂泼畎l(fā)到控制器的 命令 寄存器中，控制器啟動設(shè)備進行 I/O操作。當 數(shù)據(jù) 準備好后，驅(qū)動程序負責與控制器交互，完成數(shù)據(jù)傳輸工作?？刂破鲗⒃O(shè)備產(chǎn)生的 狀態(tài)信息 存入狀態(tài)寄存器中，供驅(qū)動程序查詢。當有設(shè)備中斷事件發(fā)生時，控制器發(fā)出 中斷請求信號 ，系統(tǒng)進入中斷處理程序進行處理。* 49 磁盤管理只有內(nèi)存才可以被 CPU直接訪問，而磁盤存儲器是作為一種設(shè)備，由 CPU通過訪問磁盤控制器來實現(xiàn)對它的訪問，所以在存儲器管理中的對象是主存，而磁盤存儲器放在此處講。磁盤系統(tǒng)的組成： 磁盤 +驅(qū)動機構(gòu) +磁盤控制器格式化后盤片的俯視示意圖，可以清楚的看到盤片被化分成等分的扇區(qū)（實際扇區(qū)當然比這密得多）中心圓孔扇區(qū)間隙最外緣的磁道為 0磁道 ，向中心靠近的第二條磁道為 1磁道，依次類推扇區(qū)界限標志，存放標識扇區(qū)的編號地址等信息存儲數(shù)據(jù)磁盤盤面的基本構(gòu)造磁盤分類216。固定頭磁盤： 固定頭磁盤是每個 磁道 都有一個磁頭，這種磁盤的磁道轉(zhuǎn)換快，但價格較貴。216。移動頭磁盤： 每個 盤面 只有一個磁頭，此磁頭在徑向移動以存取不同磁道上的信息，它需要磁頭控制部件支持，但造價較低。216。溫徹斯特盤 ，因采用溫徹斯特技術(shù)而得名。移動頭磁盤，簡稱溫盤。其它劃分：軟盤 +硬盤；單片盤 +多片盤（ 如 A盤分單面和雙面 ）TIPS: 軟盤容量的計算容量磁道扇區(qū)面360k0~391~9雙面 (0,1)0~791~15雙面 (0,1)0~791~18雙面 (0,1)360k軟盤： 2409 k： 28015 k： 28018 k簇： Cluster，一個磁道上的兩個或更多扇區(qū)組合成一個簇 ,是 DOS 用來存儲文件信息的最小單位。設(shè)備占用等待時間通道占用等待時間 尋道時間 旋轉(zhuǎn)延遲時間 傳輸時間磁盤設(shè)備忙 Ta構(gòu)成一般我們認為磁盤訪問時間由三部分組成216。 磁頭定位時間（即尋道時間）216。 扇區(qū)定位時間（即旋轉(zhuǎn)延遲時間）216。 實際信息傳輸時間216。 磁頭定位時間（即尋道時間）磁頭移動到指定柱面的機械運動時間252。 m：常數(shù)252。 n — 磁頭移過 n條磁道所花時間之和，因為磁頭移過每一條磁道的時間是相同的，所以可以用磁道數(shù)來模擬252。 s — 磁臂啟動時間216。 扇區(qū)定位時間（即旋轉(zhuǎn)延遲時間）磁盤旋轉(zhuǎn)到指定扇區(qū)的機械運動時間216。 與磁盤轉(zhuǎn)速相關(guān)，如：軟盤轉(zhuǎn)速可為 600rpm(每分鐘轉(zhuǎn)速 )，硬盤可為 3600rpm216。 實際信息傳輸時間從指定扇區(qū)讀寫數(shù)據(jù)的時間由于柱面定位時間在訪問時間中占主要部分，合理組成磁盤數(shù)據(jù)的存儲位置可提高磁盤 I/O性能。示例：讀一個 128KB大小的文件。216。 設(shè)文件由 8個連續(xù)磁道 (每個磁道 32個扇區(qū) )上的 256個扇區(qū)構(gòu)成。若柱面定位時間為 20ms，旋轉(zhuǎn)延遲時間為 ， 32扇區(qū)數(shù)據(jù)傳送時間為 。 則總時間為： 20ms+(+)*8=220ms216。 文件由 256個隨機分布的扇區(qū)構(gòu)成，每個扇區(qū)數(shù)據(jù)傳送時間為。 則總時間為：（ 20ms++)*256=7373ms?！?隨機分布時的訪問時間為連續(xù)分布時的 ?？梢?， 適當?shù)丶袛?shù)據(jù)存放，將有利于提高傳輸效率 。（例如，系統(tǒng)工具提供的 磁盤碎片整理工具 ）應(yīng)采用一種合適的調(diào)度算法來使各進程對磁盤的訪問時間最小，考慮到在調(diào)度進程的過程中，只涉及到 磁頭的移動 ，所以：216。磁盤調(diào)度的 目標 ：就是使磁盤的平均尋道時間最少216。尋道時間的 衡量指標 ：磁頭移動的磁道數(shù)來衡量216