【正文】 啟時 ， 每一個標準的以及用戶提供的外部設備 ， 在該表中都有一個表目 ， 表目內(nèi)容可以有該外部設備的標識 、 所屬的類型以及它的設備控制表 DCT的指針 （ 即 DCT所在的起始地址 ） ， 如下圖所示 。 87 2022/1/4 88 2022/1/4 設備分配應考慮的因素 ? 設備的固有屬性 ? 設備的分配算法 ? 設備分配的安全性 89 2022/1/4 設備分配應考慮的因素 ? 設備的固有屬性 ?獨占性：在使用上具有排它性的設備。當一個作業(yè)進程在使用某種設備時，別的作業(yè)進程就只能等到該進程使用完畢后才能用，那么這種設備就是獨享設備。鍵盤輸入機、磁帶機和打印機等都是典型的獨享設備。 ?獨占設備：采用 獨享分配 策略，即將一個設備分配給某進程后，便由該進程獨占，直至該進程完成或釋放該設備。缺點：設備得不到充分利用，可能引起死鎖 90 2022/1/4 設備分配應考慮的因素 ? 設備的固有屬性 ?共享性：允許多個進程共同時共享。軟硬盤、光盤等塊設備都是共享設備 ?共享設備： 同時分配給多個進程使用 ，須注意對這些進程訪問該設備的先后次序進行合理調(diào)度 。 91 2022/1/4 設備分配應考慮的因素 ? 設備的固有屬性 ?虛擬性：本身雖是獨占設備，但經(jīng)過某種技術處理，可以把它改造成虛擬設備。將一臺打印機虛擬成多臺打印機 ?虛擬設備：一臺可虛擬設備是可共享的設備，可以將它 同時分配給多個進程使用 ，并對這些訪問該（物理設備）的先后次序進行控制 92 2022/1/4 設備分配應考慮的因素 ? 設備分配算法 ?先來先服務：當有多個進程對同一個設備提出 I/O請求時，該算法根據(jù)諸進程對某設備提出請求的先后次序，將這些進程排成一個設備請求隊列，總是把設備首先分配給隊首進程 ?優(yōu)先級高者優(yōu)先：將優(yōu)先權高的進程排在設備隊列前面，對于優(yōu)先級相同的 I/O請求，則按先來先服務原則排隊 93 2022/1/4 設備分配應考慮的因素 ? 設備分配的安全性 ?安全分配方式：每當進程發(fā)出 I/O請求后，便進入阻塞狀態(tài)，直到其 I/O操作完成時才被喚醒。一旦獲得某種設備后便阻塞 ,使該進程不可能再請求任何資源 ,在它運行時又不保持任何資源。摒棄了“請求和保持” ?不安全分配方式：進程在發(fā)出 I/O請求后仍繼續(xù)運行，需要時又發(fā)出第二個 I/O請求、第三個。僅當進程所請求的設備已被另一進程占用時，請求進程才進入阻塞狀態(tài)?？赡茉斐伤梨i。須進行安全性計算 . 94 2022/1/4 獨占設備的分配程序 ? 步驟： ?分配設備 ?分配控制器 ?分配通道 只有在設備、控制器和通道三者都分配成功時，這次的設備分配才算成功。才可啟動該 I/O設備進行數(shù)據(jù)傳送。 95 2022/1/4 獨占設備的分配程序 ? 改進： ?基本分配程序的缺點： ?進程是以物理設備名來提出 I/O請求的； ?采用的是單通路的 I/O系統(tǒng)結(jié)構，容易產(chǎn)生“瓶頸”現(xiàn)象 ?改進方法 ?增加設備獨立性：進程使用邏輯設備名請求 I/O ?考慮多通路情況 96 2022/1/4 設備獨立性 ? 邏輯設備名到物理設備名映射的實現(xiàn) ?邏輯設備表 LUT LUT設置可采用兩種方式： ? 整個系統(tǒng)中只設置一張 LUT ? 為每個用戶設置一張 LUT 邏輯設備名 物理設備名驅(qū)動程序入口地址/ d e v / t t y/ d e v / p r i n t e r3510242046? ? ?邏輯設備名/ d e v / t t y/ d e v / p r i n t e r?系統(tǒng)設備表指針35( a ) ( b )97 2022/1/4 獨占設備的分配程序 ? 改進： 設備 1設備 2設備 3設備 4設備 5設備 6設備 7控制器 1控制器 2控制器 3控制器 4通道 1通道 2存儲器I / O 設備控制器 1控制器 2通道 1通道 2存儲器I / O 設備I / O 設備I / O 設備98 2022/1/4 I/O軟件 ? 大部分的 I/O軟件都在操作系統(tǒng)內(nèi)部，但仍有一小部分在用戶層，包括與用戶程序鏈接在一起的庫函數(shù)，以及完全運行于內(nèi)核之外的一些程序。 ? 用戶層軟件必須通過一組系統(tǒng)調(diào)用來取得操作系統(tǒng)的服務。 99 2022/1/4 I/O軟件 100 2022/1/4 系統(tǒng)調(diào)用與庫函數(shù) 101 2022/1/4 SPOOLing技術 虛擬性是 OS的四大特征之一 。 可以通過多道程序技術將一臺物理 CPU虛擬為多臺邏輯CPU， 從而允許多個用戶共享一臺主機 ， 那么通過 SPOOLing技術便可將一臺物理 I/O設備虛擬為多臺邏輯 I/O設備虛擬為多臺邏輯 I/O設備 ， 同樣允許多個用戶共享一臺物理 I/O設備 。 102 2022/1/4 脫機輸入輸出方式（ OffLine I/O） ? 這種脫機 I/O方式的主要優(yōu)點如下： ? (1)減少了 CPU的空閑時間。 ? (2) 提高 I/O速度。 輸入設備 外圍機 磁盤主機外圍機 輸出設備103 2022/1/4 SPOOLing系統(tǒng) Simultaneaus Periphernal Operations OnLine(外部設備同時聯(lián)機操作）。 ? 在單道批處理時期，用脫機 I/O可以提高 CPU利用率。多道出現(xiàn)后可以利用一道程序來模擬脫機 I/O中的外圍機，這樣可實現(xiàn)在主機控制下的脫機 I/O功能。 ? 我們把這種在聯(lián)機情況下實現(xiàn)的同時外圍操作稱為 SPOOLing， 也稱為 假脫機操作 。 104 2022/1/4 SPOOLing系統(tǒng) 通過 spooling技術便可將一臺物理I/O設備虛擬為多臺邏輯 I/O設備，允許多個用戶共享一臺物理 I/O設備。 105 2022/1/4 SPOOLing系統(tǒng)的組成 必須建立在具有多道程序功能的操作系統(tǒng)上，而且還應有高速隨機外存的支持，通常是采用磁盤存儲技術。 ? 輸入井和輸出井：在 磁盤 上開辟的兩個大存儲空間 ? 輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)：在 內(nèi)存 中開辟的兩個緩沖區(qū) ? 輸入進程和輸出進程：用兩個進程來模擬脫機 I/O時的外圍控制機。 ? 井管理程序：用于控制作業(yè)與磁盤井之間的信息交換。 106 2022/1/4 107 2022/1/4 SPOOLing系統(tǒng)的特點 提高了 I/O速度 將獨占設備改造為共享設備 實現(xiàn)了虛擬設備功能 108 2022/1/4 共享打印機 共享打印機技術已被廣泛地用于多用戶系統(tǒng)和局域網(wǎng)絡中。 109 2022/1/4 共享打印機 共享打印機技術已被廣泛地用于多用戶系統(tǒng)和局域網(wǎng)絡中。 當用戶進程請求打印輸出時， SPOOLing系統(tǒng)同意為它打印輸出， 但并不真正立即把打印機分配給該用戶進程， 而只為它做兩件事： ① 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； ② 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。 110 2022/1/4 守護進程 共享打印機技術已被廣泛地用于多用戶系統(tǒng)和局域網(wǎng)絡中。 當用戶進程請求打印輸出時， SPOOLing系統(tǒng)同意為它打印輸出， 但并不真正立即把打印機分配給該用戶進程， 而只為它做兩件事： ① 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； ② 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。 111 2022/1/4 練習 在采用 SPOOLing技術的系統(tǒng)中，用戶的打印數(shù)據(jù)首先被送到（） SPOOLing技術是將一臺（）虛擬為多臺（）。 112 2022/1/4 ? SPOOLing是對脫機 I/O工作方式的模擬，SPOOLing系統(tǒng)中的輸入井是對脫機輸入中的_______進行模擬。 A 內(nèi)存輸入緩沖區(qū) B 磁盤 C 外圍控制機 D 輸入設備 ? 為實現(xiàn)設備分配，應為每類設備配置一張 ______，在系統(tǒng)中配置一張 ______；為實現(xiàn)設備獨立性，系統(tǒng)中應配置一張 ______。 （ 1）設備控制表 （ 2）邏輯設備表 （ 3）系統(tǒng)設備表 （ 4）設備分配表 （ 5）設備開關表 （ 6） I/O請求表 ? 實現(xiàn) SPOOLing系統(tǒng)時必須在磁盤上辟出稱為__________和 __________的專門區(qū)域，以存放作業(yè)信息和作業(yè)執(zhí)行結(jié)果。