孫鐘秀操作系統(tǒng)第五章設(shè)備管理-資料下載頁
2025-08-04 14:32本頁面
【正文】 進(jìn)程反復(fù)請求對某一磁道的訪問，造成磁頭的“不移動”現(xiàn)象。 ? NStepsScan： 把磁盤訪問請求排成長度為 N的多個隊列。系統(tǒng)在處理完一個磁盤請求隊列的工作后，再處理其它隊列的請求。當(dāng)正在處理某隊列時，如果又出現(xiàn)新的磁盤訪問請求，將新請求放入其他隊列。 ? FSCAN算法： 對 N步掃描的簡化。只排兩個隊列：當(dāng)前隊列、等待隊列。 59 設(shè)備分配 一 、 設(shè)備分配方式 ? 當(dāng)一個作業(yè)（或進(jìn)程）運(yùn)行時，根據(jù)作業(yè)要求的設(shè)備，系統(tǒng)如果能滿足，則將其要求的設(shè)備全部分配給它，然后開始運(yùn)行，運(yùn)行完成釋放其占用的所有設(shè)備。 ? 這種分配方式的優(yōu)點是系統(tǒng)絕不會出現(xiàn)死鎖，缺點是設(shè)備利用率太低 。 ? 這種分配方法是在作業(yè)（或進(jìn)程）運(yùn)行的過程中，需要使用設(shè)備時，就向系統(tǒng)申請，系統(tǒng)根據(jù)某種分配原則進(jìn)行分配。 ? 這種方法的優(yōu)點是設(shè)備的利用率高 ， 缺點是系統(tǒng)有出現(xiàn)死鎖的可能 。 60 二、設(shè)備分配算法 三、設(shè)備分配的安全性 ? 對于共享設(shè)備，不論采用靜態(tài)分配還是采用動態(tài)分配都不會出現(xiàn)死鎖。 ? 對于獨占設(shè)備 ，采用動態(tài)分配有可能造成死鎖。 ? 獨占設(shè)備的分配要考慮是否采用安全策略，共享設(shè)備分配要考慮調(diào)度性能。 61 四、虛擬設(shè)備 ? 系統(tǒng)中獨占設(shè)備的數(shù)量總是有限的 ， 這些獨占設(shè)備一旦分配給某個進(jìn)程往往只有很少時間在工作 ， 許多時間一直處于空閑狀態(tài) 。 而別的進(jìn)程又因得不到相應(yīng)的設(shè)備而不能運(yùn)行 ， 因此嚴(yán)重地影響到整個計算機(jī)系統(tǒng)的效率 。 ? 從另一個角度來說 ， 獨占設(shè)備一般是低速的 ， 若采用聯(lián)機(jī)操作 ， 也會增加進(jìn)程的運(yùn)行時間 ， 影響計算機(jī)系統(tǒng)的效率 。 ? 為提高計算機(jī)系統(tǒng)的效率 ， 提出了在高速共享設(shè)備上模擬低速設(shè)備功能的技術(shù) ， 稱為虛擬設(shè)備技術(shù) 。 62 ? 定義： SPOOLing系統(tǒng)是 OS中采用的一項可以 把獨享設(shè)備轉(zhuǎn)變成具有共享特征的虛擬設(shè)備 的技術(shù)，也叫假脫機(jī) I/O技術(shù)或虛擬設(shè)備技術(shù) 。 ? SPOOLing全稱是 Simultaneous Peripheral Operation On Line, 即 外部設(shè)備同時聯(lián)機(jī)操作 。這種早期批處理系統(tǒng)的產(chǎn)物一直沿用至今。 63 讀卡機(jī) 外圍機(jī) 1401 磁帶 磁帶 磁帶 外圍機(jī) 主機(jī) 7094 磁帶 打印機(jī) ? 上世紀(jì) 50年代末 批處理系統(tǒng) 中，程序和數(shù)據(jù)的 I/O是在外圍機(jī)的控制下完成的，即在脫離主機(jī)的情況下進(jìn)行，故稱為 脫機(jī)I/O方式 。特點是：手工干預(yù)多，時間長。 ? 上世紀(jì) 60年代中期，多道出現(xiàn)后可以利用 程序來模擬脫機(jī) I/O中的外圍機(jī)功能（即不再需要外圍機(jī)，而且磁盤取代了磁帶，不必再搬動磁帶），這樣可實現(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)情況下實現(xiàn)的同時外圍操作稱為 SPOOLing，也稱為 假脫機(jī)操作 。 脫機(jī) I/O示意圖 64 （ 1）輸入井和輸出井 （ 2）輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū) （ 3）預(yù)輸入進(jìn)程和緩輸出進(jìn)程 預(yù)輸入進(jìn)程 SPi 緩輸出進(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 65 （ 1） 輸入井和輸出井 ? 這是在磁盤上開辟出來的兩個專用的存儲區(qū)域 。 ? 輸入 井和輸出井分別用于收容從輸入設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)和用戶程序的輸出數(shù)據(jù) 。 ? “ 井 ” 是用作緩沖的存儲區(qū)域 ， 采用井的技術(shù)能調(diào)節(jié)供求之間的矛盾 ， 消除人工干預(yù)帶來的損失 。 這時的輸入井和輸出井可分別看作是對讀卡機(jī)和打印機(jī)的虛擬或者模擬 。 （ 2） 輸入緩沖區(qū)和輸出緩沖區(qū) ? 這是供信息在 I/O設(shè)備和磁盤 I/O井之間傳送時用的內(nèi)存緩沖區(qū) 。 66 （ 3）預(yù)輸入進(jìn)程和緩輸出進(jìn)程 ? 預(yù)輸入進(jìn)程模擬脫機(jī)輸入時的外圍控制機(jī)，將用戶要求的數(shù)據(jù)從輸入機(jī)通過輸入緩沖區(qū)再送到輸入井。當(dāng) CPU需要輸入數(shù)據(jù)時，直接從輸入井讀入內(nèi)存。 ? 緩輸出進(jìn)程模擬脫機(jī)輸出時的外圍控制機(jī)，把用戶要求輸出的數(shù)據(jù)，先從內(nèi)存送到輸出井，待輸出設(shè)備空閑時，再將輸出井中的數(shù)據(jù)經(jīng)過輸出緩沖區(qū)送到輸出設(shè)備上。 67 SPOOLing系統(tǒng)工作原理 ? 作業(yè)執(zhí)行前預(yù)先將程序和數(shù)據(jù)輸入到輸入井中 ? 作業(yè)運(yùn)行后，使用數(shù)據(jù)時，從輸入井中取出 ? 作業(yè)執(zhí)行不必直接啟動外設(shè)輸出數(shù)據(jù)，只需將這些數(shù)據(jù)寫入輸出井中 ? 作業(yè)全部運(yùn)行完畢，再由外設(shè)輸出全部數(shù)據(jù)和信息 68 ? 共享打印機(jī) ?SPOOLing系統(tǒng)接收到用戶進(jìn)程的打印輸出請求后： ?由緩輸出進(jìn)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； ?緩輸出進(jìn)程再為用戶進(jìn)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(dāng)打印機(jī)空閑時，緩輸出進(jìn)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(jī)打印輸出， ?? 69 SPOOLing技術(shù)的好處 ? 提高了 I/O的速度， 加快了作業(yè)的運(yùn)行。 ? 將獨占設(shè)備改造為共享設(shè)備，提高了 I/O設(shè)備的利用率。 系統(tǒng)不給進(jìn)程分配獨占設(shè)備，只分配輸入 /輸出井和建立 I/O請求表。 ? 實現(xiàn)了虛擬設(shè)備功能。 SPOOLing系統(tǒng)實現(xiàn)了將一臺獨占設(shè)備變換為若干臺邏輯設(shè)備的功能。
教學(xué)教案相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1