【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 er Pool) 1. 緩沖池的組成 對(duì)于既可用于輸入又可用于輸出的公用緩沖池， 其中至少應(yīng)含有以下三種類型的緩沖區(qū)： ① 空 (閑 )緩沖區(qū)； ② 裝滿輸入數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)； ③ 裝滿輸出數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)。 為了管理上的方便，可將相同類型的緩沖區(qū)鏈成一個(gè)隊(duì)列，于是可形成以下三個(gè)隊(duì)列： （ 1）空緩沖隊(duì)列 emq。 (2) 輸入隊(duì)列 inq。 (3) 輸出隊(duì)列 outq。 2. Getbuf過程和 Putbuf過程 Procedure Getbuf(type) begin Wait(RS(type))。 Wait(MS(type))。 B(number)∶[KG*3]=Takebuf(type)。 Signal(MS(type))。 end Procedure Putbuf(type, number) begin Wait(MS(type))。 Addbuf(type, number)。 Signal(MS(type))。 Signal(RS(type))。 end 3. 緩沖區(qū)的工作方式 圖 515 緩沖區(qū)的工作方式 設(shè) 備 分 配 設(shè)備分配中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 1. 設(shè)備控制表 DCT 圖 516 設(shè)備控制表 2. 控制器控制表、 通道控制表和系統(tǒng)設(shè)備表 圖 517 COCT、 CHCT和 SDT表 設(shè)備分配時(shí)應(yīng)考慮的因素 1. 設(shè)備的固有屬性 (1) 獨(dú)享設(shè)備。(2) (2) 共享設(shè)備。 (3) 虛擬設(shè)備。 2. 設(shè)備分配算法 (1) 先來先服務(wù)。 (2) (2) 優(yōu)先級(jí)高者優(yōu)先。 3. 設(shè)備分配中的安全性 1) 安全分配方式 2) 2) 不安全分配方式 設(shè)備獨(dú)立性 1. 設(shè)備獨(dú)立性 (Device Independence)的概念 為了提高 OS的可適應(yīng)性和可擴(kuò)展性，在現(xiàn)代 OS中都毫無例外地實(shí)現(xiàn)了設(shè)備獨(dú)立性，也稱為設(shè)備無關(guān)性。 其基本含義是： 應(yīng)用程序獨(dú)立于具體使用的物理設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備獨(dú)立性而引入了邏輯設(shè)備和物理設(shè)備這兩個(gè)概念。在應(yīng)用程序中， 使用邏輯設(shè)備名稱來請(qǐng)求使用某類設(shè)備；而系統(tǒng)在實(shí)際執(zhí)行時(shí)， 還必須使用物理設(shè)備名稱。因此，系統(tǒng)須具有將邏輯設(shè)備名稱轉(zhuǎn)換為某物理設(shè)備名稱的功能，這非常類似于存儲(chǔ)器管理中所介紹的邏輯地址和物理地址的概念。 在實(shí)現(xiàn)了設(shè)備獨(dú)立性的功能后， 可帶來以下兩方面的好處。 1) 設(shè)備分配時(shí)的靈活性 2) 易于實(shí)現(xiàn) I/O重定向 2. 設(shè)備獨(dú)立性軟件 1) 執(zhí)行所有設(shè)備的公有操作 這些公有操作包括： ① 對(duì)獨(dú)立設(shè)備的分配與回收； ② 將邏輯設(shè)備名映射為物理設(shè)備名，進(jìn)一步可以找到相應(yīng)物理設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序； ③ 對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，禁止用戶直接訪問設(shè)備； ④ 緩沖管理，即對(duì)字符設(shè)備和塊設(shè)備的緩沖區(qū)進(jìn)行有效的管理， 以提高 I/O的效率； ⑤ 差錯(cuò)控制。由于在 I/O操作中的絕大多數(shù)錯(cuò)誤都與設(shè)備無關(guān)，故主要由設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序處理，而設(shè)備獨(dú)立性軟件只處理那些設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序無法處理的錯(cuò)誤。 2) 向用戶層 (或文件層 )軟件提供統(tǒng)一接口 無論何種設(shè)備， 它們向用戶所提供的接口應(yīng)該是相同的。 例如， 對(duì)各種設(shè)備的讀操作，在應(yīng)用程序中都使用 read。 而對(duì)各種設(shè)備的寫操作，也都使用 write。 3. 邏輯設(shè)備名到物理設(shè)備名映射的實(shí)現(xiàn) 1) 邏輯設(shè)備表2) 2) LUT的設(shè)置問題 圖 518 邏輯設(shè)備表 獨(dú)占設(shè)備的分配程序 1. 基本的設(shè)備分配程序 1) 分配設(shè)備 2) 2) 分配控制器 3) 3) 分配通道 2. 設(shè)備分配程序的改進(jìn) 1) 增加設(shè)備的獨(dú)立性2) 3) 2) 考慮多通路情況 SPOOLing技術(shù) 1. 什么是 SPOOLing 為了緩和 CPU的高速性與 I/O設(shè)備低速性間的矛盾而引入了脫機(jī)輸入、 脫機(jī)輸出技術(shù)。 該技術(shù)是利用專門的外圍控制機(jī)， 將低速 I/O設(shè)備上的數(shù)據(jù)傳送到高速磁盤上；或者相反。事實(shí)上， 當(dāng)系統(tǒng)中引入了多道程序技術(shù)后，完全可以利用其中的一道程序，來模擬脫機(jī)輸入時(shí)的外圍控制機(jī)功能，把低速 I/O設(shè)備上的數(shù)據(jù)傳送到高速磁盤上；再用另一道程序來模擬脫機(jī)輸出時(shí)外圍控制機(jī)的功能，把數(shù)據(jù)從磁盤傳送到低速輸出設(shè)備上。這樣，便可在主機(jī)的直接控制下，實(shí)現(xiàn)脫機(jī)輸入、 輸出功能。 此時(shí)的外圍操作與 CPU對(duì)數(shù)據(jù)的處理同時(shí)進(jìn)行， 我們把這種在聯(lián)機(jī)情況下實(shí)現(xiàn)的同時(shí)外圍操作稱為 SPOOLing(Simultaneaus Periphernal Operating OnLine)，或稱為假脫機(jī)操作。 2. SPOOLing系統(tǒng)的組成 圖 519 SPOOLing系統(tǒng)的組成 3. 共享打印機(jī) 共享打印機(jī)技術(shù)已被廣泛地用于多用戶系統(tǒng)和局域網(wǎng)絡(luò)中。 當(dāng)用戶進(jìn)程請(qǐng)求打印輸出時(shí)， SPOOLing系統(tǒng)同意為它打印輸出， 但并不真正立即把打印機(jī)分配給該用戶進(jìn)程， 而只為它做兩件事： ① 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； ② 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。 4. SPOOLing系統(tǒng)的特點(diǎn) (1) 提高了 I/O的速度。 (2) (2) 將獨(dú)占設(shè)備改造為共享設(shè)備。 (3) (3) 實(shí)現(xiàn)了虛擬設(shè)備功能。 設(shè) 備 處 理 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的功能和特點(diǎn) 1. 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的功能 (1) 接收由 I/O進(jìn)程發(fā)來的命令和參數(shù)， 并將命令中的抽象要求轉(zhuǎn)換為具體要求，例如，將磁盤塊號(hào)轉(zhuǎn)換為磁盤的盤面、 磁道號(hào)及扇區(qū)號(hào)。 (2) 檢查用戶 I/O請(qǐng)求的合法性，了解 I/O設(shè)備的狀態(tài)，傳遞有關(guān)參數(shù)，設(shè)置設(shè)備的工作方式。 (3) 發(fā)出 I/O命令，如果設(shè)備空閑，便立即啟動(dòng) I/O設(shè)備去完成指定的 I/O操作；如果設(shè)備處于忙碌狀態(tài)，則將請(qǐng)求者的請(qǐng)求塊掛在設(shè)備隊(duì)列上等待。 (4) 及時(shí)響應(yīng)由控制器或通道發(fā)來的中斷請(qǐng)求，并根據(jù)其中斷類型調(diào)用相應(yīng)的中斷處理程序進(jìn)行處理。 (5) 對(duì)于設(shè)置有通道的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)程序還應(yīng)能夠根據(jù)用戶的 I/O請(qǐng)求，自動(dòng)地構(gòu)成通道程序。 2. 設(shè)備處理方式 (1) 為每一類設(shè)備設(shè)置一個(gè)進(jìn)程，專門用于執(zhí)行這類設(shè)備的 I/O操作 . (2) 在整個(gè)系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè) I/