【正文】 啟時(shí) ， 每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的以及用戶提供的外部設(shè)備 ， 在該表中都有一個(gè)表目 ， 表目?jī)?nèi)容可以有該外部設(shè)備的標(biāo)識(shí) 、 所屬的類(lèi)型以及它的設(shè)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(shè)備分配應(yīng)考慮的因素 ? 設(shè)備的固有屬性 ? 設(shè)備的分配算法 ? 設(shè)備分配的安全性 89 2022/1/4 設(shè)備分配應(yīng)考慮的因素 ? 設(shè)備的固有屬性 ?獨(dú)占性：在使用上具有排它性的設(shè)備。當(dāng)一個(gè)作業(yè)進(jìn)程在使用某種設(shè)備時(shí)，別的作業(yè)進(jìn)程就只能等到該進(jìn)程使用完畢后才能用，那么這種設(shè)備就是獨(dú)享設(shè)備。鍵盤(pán)輸入機(jī)、磁帶機(jī)和打印機(jī)等都是典型的獨(dú)享設(shè)備。 ?獨(dú)占設(shè)備：采用 獨(dú)享分配 策略，即將一個(gè)設(shè)備分配給某進(jìn)程后，便由該進(jìn)程獨(dú)占，直至該進(jìn)程完成或釋放該設(shè)備。缺點(diǎn)：設(shè)備得不到充分利用，可能引起死鎖 90 2022/1/4 設(shè)備分配應(yīng)考慮的因素 ? 設(shè)備的固有屬性 ?共享性：允許多個(gè)進(jìn)程共同時(shí)共享。軟硬盤(pán)、光盤(pán)等塊設(shè)備都是共享設(shè)備 ?共享設(shè)備： 同時(shí)分配給多個(gè)進(jìn)程使用 ，須注意對(duì)這些進(jìn)程訪問(wèn)該設(shè)備的先后次序進(jìn)行合理調(diào)度 。 91 2022/1/4 設(shè)備分配應(yīng)考慮的因素 ? 設(shè)備的固有屬性 ?虛擬性：本身雖是獨(dú)占設(shè)備，但經(jīng)過(guò)某種技術(shù)處理，可以把它改造成虛擬設(shè)備。將一臺(tái)打印機(jī)虛擬成多臺(tái)打印機(jī) ?虛擬設(shè)備：一臺(tái)可虛擬設(shè)備是可共享的設(shè)備，可以將它 同時(shí)分配給多個(gè)進(jìn)程使用 ，并對(duì)這些訪問(wèn)該（物理設(shè)備）的先后次序進(jìn)行控制 92 2022/1/4 設(shè)備分配應(yīng)考慮的因素 ? 設(shè)備分配算法 ?先來(lái)先服務(wù)：當(dāng)有多個(gè)進(jìn)程對(duì)同一個(gè)設(shè)備提出 I/O請(qǐng)求時(shí)，該算法根據(jù)諸進(jìn)程對(duì)某設(shè)備提出請(qǐng)求的先后次序，將這些進(jìn)程排成一個(gè)設(shè)備請(qǐng)求隊(duì)列，總是把設(shè)備首先分配給隊(duì)首進(jìn)程 ?優(yōu)先級(jí)高者優(yōu)先：將優(yōu)先權(quán)高的進(jìn)程排在設(shè)備隊(duì)列前面，對(duì)于優(yōu)先級(jí)相同的 I/O請(qǐng)求，則按先來(lái)先服務(wù)原則排隊(duì) 93 2022/1/4 設(shè)備分配應(yīng)考慮的因素 ? 設(shè)備分配的安全性 ?安全分配方式：每當(dāng)進(jìn)程發(fā)出 I/O請(qǐng)求后，便進(jìn)入阻塞狀態(tài)，直到其 I/O操作完成時(shí)才被喚醒。一旦獲得某種設(shè)備后便阻塞 ,使該進(jìn)程不可能再請(qǐng)求任何資源 ,在它運(yùn)行時(shí)又不保持任何資源。摒棄了“請(qǐng)求和保持” ?不安全分配方式：進(jìn)程在發(fā)出 I/O請(qǐng)求后仍繼續(xù)運(yùn)行，需要時(shí)又發(fā)出第二個(gè) I/O請(qǐng)求、第三個(gè)。僅當(dāng)進(jìn)程所請(qǐng)求的設(shè)備已被另一進(jìn)程占用時(shí)，請(qǐng)求進(jìn)程才進(jìn)入阻塞狀態(tài)。可能造成死鎖。須進(jìn)行安全性計(jì)算 . 94 2022/1/4 獨(dú)占設(shè)備的分配程序 ? 步驟： ?分配設(shè)備 ?分配控制器 ?分配通道 只有在設(shè)備、控制器和通道三者都分配成功時(shí)，這次的設(shè)備分配才算成功。才可啟動(dòng)該 I/O設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 95 2022/1/4 獨(dú)占設(shè)備的分配程序 ? 改進(jìn)： ?基本分配程序的缺點(diǎn)： ?進(jìn)程是以物理設(shè)備名來(lái)提出 I/O請(qǐng)求的； ?采用的是單通路的 I/O系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，容易產(chǎn)生“瓶頸”現(xiàn)象 ?改進(jìn)方法 ?增加設(shè)備獨(dú)立性：進(jìn)程使用邏輯設(shè)備名請(qǐng)求 I/O ?考慮多通路情況 96 2022/1/4 設(shè)備獨(dú)立性 ? 邏輯設(shè)備名到物理設(shè)備名映射的實(shí)現(xiàn) ?邏輯設(shè)備表 LUT LUT設(shè)置可采用兩種方式： ? 整個(gè)系統(tǒng)中只設(shè)置一張 LUT ? 為每個(gè)用戶設(shè)置一張 LUT 邏輯設(shè)備名 物理設(shè)備名驅(qū)動(dòng)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(shè)備名/ d e v / t t y/ d e v / p r i n t e r?系統(tǒng)設(shè)備表指針35( a ) ( b )97 2022/1/4 獨(dú)占設(shè)備的分配程序 ? 改進(jìn)： 設(shè)備 1設(shè)備 2設(shè)備 3設(shè)備 4設(shè)備 5設(shè)備 6設(shè)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(chǔ)器I / O 設(shè)備控制器 1控制器 2通道 1通道 2存儲(chǔ)器I / O 設(shè)備I / O 設(shè)備I / O 設(shè)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(kù)函數(shù)，以及完全運(yùn)行于內(nèi)核之外的一些程序。 ? 用戶層軟件必須通過(guò)一組系統(tǒng)調(diào)用來(lái)取得操作系統(tǒng)的服務(wù)。 99 2022/1/4 I/O軟件 100 2022/1/4 系統(tǒng)調(diào)用與庫(kù)函數(shù) 101 2022/1/4 SPOOLing技術(shù) 虛擬性是 OS的四大特征之一 。 可以通過(guò)多道程序技術(shù)將一臺(tái)物理 CPU虛擬為多臺(tái)邏輯CPU， 從而允許多個(gè)用戶共享一臺(tái)主機(jī) ， 那么通過(guò) SPOOLing技術(shù)便可將一臺(tái)物理 I/O設(shè)備虛擬為多臺(tái)邏輯 I/O設(shè)備虛擬為多臺(tái)邏輯 I/O設(shè)備 ， 同樣允許多個(gè)用戶共享一臺(tái)物理 I/O設(shè)備 。 102 2022/1/4 脫機(jī)輸入輸出方式（ OffLine I/O） ? 這種脫機(jī) I/O方式的主要優(yōu)點(diǎn)如下： ? (1)減少了 CPU的空閑時(shí)間。 ? (2) 提高 I/O速度。 輸入設(shè)備 外圍機(jī) 磁盤(pán)主機(jī)外圍機(jī) 輸出設(shè)備103 2022/1/4 SPOOLing系統(tǒng) Simultaneaus Periphernal Operations OnLine(外部設(shè)備同時(shí)聯(lián)機(jī)操作）。 ? 在單道批處理時(shí)期，用脫機(jī) 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(lái)模擬脫機(jī) I/O中的外圍機(jī)，這樣可實(shí)現(xiàn)在主機(jī)控制下的脫機(jī) I/O功能。 ? 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(chēng)為 SPOOLing， 也稱(chēng)為 假脫機(jī)操作 。 104 2022/1/4 SPOOLing系統(tǒng) 通過(guò) spooling技術(shù)便可將一臺(tái)物理I/O設(shè)備虛擬為多臺(tái)邏輯 I/O設(shè)備，允許多個(gè)用戶共享一臺(tái)物理 I/O設(shè)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(yīng)有高速隨機(jī)外存的支持，通常是采用磁盤(pán)存儲(chǔ)技術(shù)。 ? 輸入井和輸出井：在 磁盤(pán) 上開(kāi)辟的兩個(gè)大存儲(chǔ)空間 ? 輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū)：在 內(nèi)存 中開(kāi)辟的兩個(gè)緩沖區(qū) ? 輸入進(jìn)程和輸出進(jìn)程：用兩個(gè)進(jìn)程來(lái)模擬脫機(jī) I/O時(shí)的外圍控制機(jī)。 ? 井管理程序：用于控制作業(yè)與磁盤(pán)井之間的信息交換。 106 2022/1/4 107 2022/1/4 SPOOLing系統(tǒng)的特點(diǎn) 提高了 I/O速度 將獨(dú)占設(shè)備改造為共享設(shè)備 實(shí)現(xiàn)了虛擬設(shè)備功能 108 2022/1/4 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。 109 2022/1/4 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(pán)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。 110 2022/1/4 守護(hù)進(jìn)程 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(pán)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。 111 2022/1/4 練習(xí) 在采用 SPOOLing技術(shù)的系統(tǒng)中，用戶的打印數(shù)據(jù)首先被送到（） SPOOLing技術(shù)是將一臺(tái)（）虛擬為多臺(tái)（）。 112 2022/1/4 ? SPOOLing是對(duì)脫機(jī) I/O工作方式的模擬，SPOOLing系統(tǒng)中的輸入井是對(duì)脫機(jī)輸入中的_______進(jìn)行模擬。 A 內(nèi)存輸入緩沖區(qū) B 磁盤(pán) C 外圍控制機(jī) D 輸入設(shè)備 ? 為實(shí)現(xiàn)設(shè)備分配，應(yīng)為每類(lèi)設(shè)備配置一張 ______，在系統(tǒng)中配置一張 ______；為實(shí)現(xiàn)設(shè)備獨(dú)立性，系統(tǒng)中應(yīng)配置一張 ______。 （ 1）設(shè)備控制表 （ 2）邏輯設(shè)備表 （ 3）系統(tǒng)設(shè)備表 （ 4）設(shè)備分配表 （ 5）設(shè)備開(kāi)關(guān)表 （ 6） I/O請(qǐng)求表 ? 實(shí)現(xiàn) SPOOLing系統(tǒng)時(shí)必須在磁盤(pán)上辟出稱(chēng)為_(kāi)_________和 __________的專(zhuān)門(mén)區(qū)域，以存放作業(yè)信息和作業(yè)執(zhí)行結(jié)果。