計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)--設(shè)備管理(ppt71頁(yè))(編輯修改稿)
2025-03-03 07:22 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 – 發(fā)出 I/O命令，啟動(dòng)設(shè)備，或掛在相應(yīng)的設(shè)備隊(duì)列上； – 及時(shí)響應(yīng)由控制器或通道發(fā)來(lái)的中斷請(qǐng)求； – 對(duì)于設(shè)有通道的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，根據(jù) I/O請(qǐng)求自動(dòng)構(gòu)成通道程序。 ? 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的特點(diǎn) –是指在請(qǐng)求 I/O的進(jìn)程與設(shè)備控制器之間的一個(gè) 通信和轉(zhuǎn)換程序 。 –與 設(shè)備控制器和 I/O設(shè)備的 硬件特性緊密相關(guān) ，因而對(duì)不同類型的設(shè)備應(yīng)配置不同的驅(qū)動(dòng)程序。 –與 I/O設(shè)備所采用的 I/O控制方式 緊密相關(guān)。 –其中一部分必須用 匯編語(yǔ)言 書(shū)寫。 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的處理過(guò)程 ? 將抽象要求轉(zhuǎn)化為具體要求 ? 檢查 I/O請(qǐng)求合法性 ? 讀出和檢查設(shè)備的狀態(tài) ? 傳送必要的參數(shù) ? 工作方式的設(shè)置 ? 啟動(dòng) I/O設(shè)備 第五節(jié) 設(shè)備分配 ? 設(shè)備分配中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ? 設(shè)備分配時(shí)應(yīng)考慮的因素 ? 獨(dú)占設(shè)備的分配程序 ? SPOOLing技術(shù) 設(shè)備分配中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ? 設(shè)備控制表 DCT – 一臺(tái)設(shè)備配置一張?jiān)O(shè)備控制表，用于記錄 設(shè)備狀態(tài) ； – 包含的字段： ? 設(shè)備類型 type ? 設(shè)備標(biāo)識(shí)符 device id ? 設(shè)備狀態(tài)： 設(shè)備或與其相連的控制器 /通道忙，狀態(tài)為“ 1”； ? 設(shè)備隊(duì)列隊(duì)首指針： 指向等待此設(shè)備的阻塞進(jìn)程隊(duì)列； ? 與設(shè)備連接的控制器的控制表指針： 多條通路則對(duì)應(yīng)多個(gè)指針； ? 重復(fù)執(zhí)行次數(shù)或時(shí)間： 允許通信重試的次數(shù)或延遲時(shí)間。 ? 控制器控制表 COCT – 表項(xiàng)字段：控制器標(biāo)識(shí)符、控制器狀態(tài)、與控制器相連的通道表指針、控制器隊(duì)列的隊(duì)首指針、控制器隊(duì)列的隊(duì)尾指針。 ? 通道控制表 CHCT – 表項(xiàng)字段：通道標(biāo)識(shí)符、通道狀態(tài)、與通道連接的控制器表首址、通道隊(duì)列的隊(duì)首指針、通道隊(duì)列的隊(duì)尾指針。 ? 系統(tǒng)設(shè)備表 SDT – 記錄系統(tǒng)中全部設(shè)備的狀況 ； – 表項(xiàng)字段：設(shè)備類型、設(shè)備標(biāo)識(shí)符、設(shè)備控制表、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的入口地址等。 設(shè)備分配時(shí)應(yīng)考慮的因素 ? 設(shè)備的固有屬性 –獨(dú)占設(shè)備 –共享設(shè)備 –虛擬設(shè)備 ? 設(shè)備分配算法 –先來(lái)先服務(wù) –按優(yōu)先級(jí) ? 設(shè)備分配中的安全性 –安全分配方式 進(jìn)程發(fā)出 I/O請(qǐng)求并得到響應(yīng)后，就進(jìn)入阻塞狀態(tài)，一直等待 I/O完成。 特點(diǎn)：進(jìn)程進(jìn)展緩慢，但不會(huì)產(chǎn)生死鎖 –不安全分配方式 進(jìn)程在發(fā)出 I/O請(qǐng)求后繼續(xù)運(yùn)行，需要時(shí)再發(fā)出其它的 I/O請(qǐng)求，直至申請(qǐng)不到 I/O設(shè)備而被迫阻塞。 特點(diǎn)：進(jìn)程進(jìn)展迅速，但可能發(fā)生死鎖 方法：設(shè)備分配前，必須進(jìn)行安全性檢查 獨(dú)占設(shè)備的分配程序 ? 基本的設(shè)備分配程序 – 分配設(shè)備：按照 I/O請(qǐng)求的物理設(shè)備名，查找SDT?DCT/設(shè)備狀態(tài)字 。若忙，阻塞；否則，分析安全性，安全，則分配；否則，阻塞。 – 分配控制器： 再查 DCT?COCT/狀態(tài)字 ，控制器忙？阻塞；否則，分配該控制器給進(jìn)程。 – 分配通道： 再查 COCT?CHCT/狀態(tài)字 ，通道忙？阻塞；否則，分配通道給進(jìn)程。 以上三者分配均成功，才算設(shè)備分配成功。 ? 設(shè)備分配程序的改進(jìn) 原因： 以物理設(shè)備名提出 I/O請(qǐng)求，單通路的 I/O結(jié)構(gòu)，容易產(chǎn)生“瓶頸”現(xiàn)象。 –增加設(shè)備的獨(dú)立性： 使用邏輯設(shè)備名請(qǐng)求 I/O，依次查同類設(shè)備的 DCT，僅當(dāng)該類設(shè)備都忙時(shí)，才把進(jìn)程掛在該類設(shè)備的等待隊(duì)列上；如果有設(shè)備可用，繼續(xù)分析安全性 …… –考慮多通路情況：得到設(shè)備后，依次檢查與此設(shè)備相連的各個(gè)控制器，直到找到一個(gè)可用的為止；然后，依次檢查與此控制器相連的各個(gè)通道，直到確定一個(gè)可用的通道位置； 否則，需要阻塞進(jìn)程 。 SPOOLing技術(shù) ? 什么是 SPOOLing –即聯(lián)機(jī)情況下的同時(shí)外圍操作，稱為“ 假脫機(jī)操作 ” ，“后臺(tái)”工作方式。（ Simultaneaus Periphernal Operating OnLine） –利用 SPOOLing技術(shù) ，可將 一臺(tái)物理 I/O設(shè)備虛擬為多臺(tái)邏輯設(shè)備 ，從而允許多個(gè)用戶共享使用一臺(tái)物理設(shè)備；即利用高速的共享設(shè)備（磁盤）實(shí)現(xiàn)低速獨(dú)占設(shè)備的共享使用的技術(shù)。 ? SPOOLing系統(tǒng)的組成 –輸入井和輸出井 –輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū) –輸入進(jìn)程 Spi和輸出進(jìn)程 Spo： SPOOLing系統(tǒng)的組成 輸入進(jìn)程 SPi 輸出進(jìn)程 SPo 輸入緩沖區(qū) Bi 輸出緩沖區(qū) Bo 輸入 設(shè)備 輸出 設(shè)備 磁盤 輸入井 輸出井 ? 共享打印機(jī) – SPOOLing系統(tǒng)接收到用戶進(jìn)程的打印輸出請(qǐng)求后： ?由 輸出進(jìn)程在輸出井中為之申請(qǐng)一個(gè)空閑磁盤塊區(qū) ，并將要打印的數(shù)據(jù)送入其中； ?輸出進(jìn)程再為用戶進(jìn)程申請(qǐng)一張空白的用戶請(qǐng)求打印表 ，并將用戶的打印要求填入其中，再將該表掛到請(qǐng)求打印隊(duì)列上。 –當(dāng)打印機(jī)空閑時(shí)，輸出進(jìn)程將從請(qǐng)求打印隊(duì)列的隊(duì)首取出一張請(qǐng)求打印表，再?gòu)妮敵鼍褦?shù)據(jù)送到內(nèi)存緩沖區(qū)，啟動(dòng)打印機(jī)打印輸出， …… ? SPOOLing系統(tǒng)的特點(diǎn) –提高了 I/O的速度 ，緩和了 CPU與 I/O設(shè)的速度矛盾； –將獨(dú)占設(shè)備改造為共享設(shè)備： 利用高速共享設(shè)備； –實(shí)現(xiàn)了虛擬設(shè)備功能 ：用戶都感到獨(dú)占了一臺(tái)設(shè)備。 第六節(jié) 磁盤存儲(chǔ)管理 ? 磁盤性能簡(jiǎn)述 ? 磁盤調(diào)度 ? 磁盤高速緩存 ? 提高磁盤 I/O速度的其它方法 ? 廉價(jià)磁盤冗余陣列 磁盤性能簡(jiǎn)述 ? 數(shù)據(jù)的組織和格式 –盤片和盤面，磁道（磁頭），扇區(qū) –格式化：標(biāo)識(shí)符字段、數(shù)據(jù)字段 ? 磁盤的類型 –固定頭磁盤 –移動(dòng)頭磁盤 ? 磁盤的類型 1）
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