計算機操作系統(tǒng)--設備管理(ppt71頁)(編輯修改稿)
2025-03-03 07:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 – 發(fā)出 I/O命令，啟動設備，或掛在相應的設備隊列上； – 及時響應由控制器或通道發(fā)來的中斷請求； – 對于設有通道的計算機系統(tǒng)，根據(jù) I/O請求自動構(gòu)成通道程序。 ? 設備驅(qū)動程序的特點 –是指在請求 I/O的進程與設備控制器之間的一個 通信和轉(zhuǎn)換程序 。 –與 設備控制器和 I/O設備的 硬件特性緊密相關 ，因而對不同類型的設備應配置不同的驅(qū)動程序。 –與 I/O設備所采用的 I/O控制方式 緊密相關。 –其中一部分必須用 匯編語言 書寫。 設備驅(qū)動程序的處理過程 ? 將抽象要求轉(zhuǎn)化為具體要求 ? 檢查 I/O請求合法性 ? 讀出和檢查設備的狀態(tài) ? 傳送必要的參數(shù) ? 工作方式的設置 ? 啟動 I/O設備 第五節(jié) 設備分配 ? 設備分配中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ? 設備分配時應考慮的因素 ? 獨占設備的分配程序 ? SPOOLing技術(shù) 設備分配中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ? 設備控制表 DCT – 一臺設備配置一張設備控制表，用于記錄 設備狀態(tài) ； – 包含的字段： ? 設備類型 type ? 設備標識符 device id ? 設備狀態(tài)： 設備或與其相連的控制器 /通道忙，狀態(tài)為“ 1”； ? 設備隊列隊首指針： 指向等待此設備的阻塞進程隊列； ? 與設備連接的控制器的控制表指針： 多條通路則對應多個指針； ? 重復執(zhí)行次數(shù)或時間： 允許通信重試的次數(shù)或延遲時間。 ? 控制器控制表 COCT – 表項字段：控制器標識符、控制器狀態(tài)、與控制器相連的通道表指針、控制器隊列的隊首指針、控制器隊列的隊尾指針。 ? 通道控制表 CHCT – 表項字段：通道標識符、通道狀態(tài)、與通道連接的控制器表首址、通道隊列的隊首指針、通道隊列的隊尾指針。 ? 系統(tǒng)設備表 SDT – 記錄系統(tǒng)中全部設備的狀況 ； – 表項字段：設備類型、設備標識符、設備控制表、設備驅(qū)動程序的入口地址等。 設備分配時應考慮的因素 ? 設備的固有屬性 –獨占設備 –共享設備 –虛擬設備 ? 設備分配算法 –先來先服務 –按優(yōu)先級 ? 設備分配中的安全性 –安全分配方式 進程發(fā)出 I/O請求并得到響應后，就進入阻塞狀態(tài)，一直等待 I/O完成。 特點：進程進展緩慢，但不會產(chǎn)生死鎖 –不安全分配方式 進程在發(fā)出 I/O請求后繼續(xù)運行，需要時再發(fā)出其它的 I/O請求，直至申請不到 I/O設備而被迫阻塞。 特點：進程進展迅速，但可能發(fā)生死鎖 方法：設備分配前，必須進行安全性檢查 獨占設備的分配程序 ? 基本的設備分配程序 – 分配設備：按照 I/O請求的物理設備名，查找SDT?DCT/設備狀態(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，分配通道給進程。 以上三者分配均成功，才算設備分配成功。 ? 設備分配程序的改進 原因： 以物理設備名提出 I/O請求，單通路的 I/O結(jié)構(gòu)，容易產(chǎn)生“瓶頸”現(xiàn)象。 –增加設備的獨立性： 使用邏輯設備名請求 I/O，依次查同類設備的 DCT，僅當該類設備都忙時，才把進程掛在該類設備的等待隊列上；如果有設備可用，繼續(xù)分析安全性 …… –考慮多通路情況：得到設備后，依次檢查與此設備相連的各個控制器，直到找到一個可用的為止；然后，依次檢查與此控制器相連的各個通道，直到確定一個可用的通道位置； 否則，需要阻塞進程 。 SPOOLing技術(shù) ? 什么是 SPOOLing –即聯(lián)機情況下的同時外圍操作，稱為“ 假脫機操作 ” ，“后臺”工作方式。（ Simultaneaus Periphernal Operating OnLine） –利用 SPOOLing技術(shù) ，可將 一臺物理 I/O設備虛擬為多臺邏輯設備 ，從而允許多個用戶共享使用一臺物理設備；即利用高速的共享設備（磁盤）實現(xiàn)低速獨占設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) –輸入進程 Spi和輸出進程 Spo： 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) Bo 輸入 設備 輸出 設備 磁盤 輸入井 輸出井 ? 共享打印機 – SPOOLing系統(tǒng)接收到用戶進程的打印輸出請求后： ?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； ?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(nèi)存緩沖區(qū)，啟動打印機打印輸出， …… ? SPOOLing系統(tǒng)的特點 –提高了 I/O的速度 ，緩和了 CPU與 I/O設的速度矛盾； –將獨占設備改造為共享設備： 利用高速共享設備； –實現(xiàn)了虛擬設備功能 ：用戶都感到獨占了一臺設備。 第六節(jié) 磁盤存儲管理 ? 磁盤性能簡述 ? 磁盤調(diào)度 ? 磁盤高速緩存 ? 提高磁盤 I/O速度的其它方法 ? 廉價磁盤冗余陣列 磁盤性能簡述 ? 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：標識符字段、數(shù)據(jù)字段 ? 磁盤的類型 –固定頭磁盤 –移動頭磁盤 ? 磁盤的類型 1）
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