操作系統(tǒng)原理課件第八章io管理-文庫(kù)吧資料
2025-01-15 04:58本頁(yè)面
【正文】 （ 1）先來先服務(wù)法 （ FirstCome,FirstServed,FCFS） ? 先來先服務(wù)算法就是按照提出請(qǐng)求的順序來進(jìn)行服務(wù)，算法最簡(jiǎn)單，最容易實(shí)現(xiàn)。 ? （ 3）傳輸時(shí)間： 信息在盤和內(nèi)存之間傳送所花費(fèi)的時(shí)間。 磁盤調(diào)度和管理 磁盤調(diào)度 1．磁盤存取時(shí)間 ? 存取盤塊中的信息包括三部分時(shí)間： ? （ 1）尋道時(shí)間： 系統(tǒng)把磁頭移到相應(yīng)的磁道或柱面上所需的時(shí)間。 ? 磁盤的邏輯地址是由邏輯塊構(gòu)成的一維數(shù)組，邏輯塊是傳送的最小單位，大小一般為 512B。 為了隱藏每個(gè)磁道有多少扇區(qū)的細(xì)節(jié)，現(xiàn)代磁盤驅(qū)動(dòng)器提供給操作系統(tǒng)的是虛擬的幾何參數(shù)，如有 x個(gè)柱面， y個(gè)磁頭，每個(gè)道 z個(gè)扇區(qū)。通常為 512B~2048B之間。 ? 每個(gè)磁道上的等分段是一個(gè)扇區(qū)。 多個(gè)盤片上的同一磁道稱做柱面 。 ? 硬盤盤片數(shù) =（磁頭數(shù) +2） /2 ? 例如： ? 16磁頭的硬盤，通常有（ 16+2） /2=9個(gè)存儲(chǔ)盤片 （ 2） Cylinder（柱面） 我們把軟盤存儲(chǔ)面上的存儲(chǔ)介質(zhì)同心圓圓環(huán)稱做磁道。 磁盤調(diào)度和管理 磁盤硬件結(jié)構(gòu) 硬盤結(jié)構(gòu)示意圖 （ 1） Header（磁頭） ? 在同一個(gè)硬盤中存在好幾張硬盤盤片，每片硬盤盤片與雙面軟盤一樣，每面有一個(gè)讀 /寫頭。然后，檢查請(qǐng)求隊(duì)，若為空，則進(jìn)入等待狀態(tài)，否則，取下一個(gè)請(qǐng)求塊。 ? I/O控制 I/O控制功能 ? 一旦有 I/O請(qǐng)求塊掛入，喚醒該設(shè)備驅(qū)動(dòng)進(jìn)程。 ? 在系統(tǒng)初啟時(shí) ， 系統(tǒng)為每類設(shè)備創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程 ， 執(zhí)行程序就是該設(shè)備的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 。它包括三個(gè)方面的功能： ? I/O命令 ? ? I/O控制 I/O控制功能 ? 不論是哪種設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 ， 它的功能是相同的 ， ? 接受用戶的 I/O請(qǐng)求命令 ， 并把用戶的請(qǐng)求轉(zhuǎn)換成 I/O請(qǐng)求塊 ， 掛到相應(yīng)設(shè)備的 I/O請(qǐng)求隊(duì)列 。 利用 DMA傳送數(shù)據(jù)時(shí) ， 數(shù)據(jù)直接在源地址和目的地址之間傳送 ， 不需要中間媒介 。 ? 在個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中采用微通道 ， 就是教材中所講的 DMA。 因此通道可看作是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中專門用于 I/O的處理機(jī) 。 每個(gè)通道可以連接多臺(tái)外部設(shè)備 ， 并控制它們的 I/O操作 。 解決的方法是采用通道技術(shù) 。 ? 優(yōu)點(diǎn)：大大地提高了 CPU的利用效率 。 I/O控制 I/O控制方式 ? 在 I/O中斷方式下 ， 數(shù)據(jù)的輸入 （ 或輸出 ） 步驟如下： ? 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序工作： ? 要求輸入數(shù)據(jù)的進(jìn)程把一個(gè)啟動(dòng)命令和允許中斷位 “ 1” 寫入相應(yīng)設(shè)備的控制狀態(tài)寄存器中 ， 從而啟動(dòng)了該設(shè)備； ? 該進(jìn)程因等待輸入的完成進(jìn)入睡眠狀態(tài) 。 I/O控制 I/O控制方式 ? 二 、 I/O中斷方式 ? 為了提高 CPU和設(shè)備的利用率 ， 就應(yīng)使 CPU與設(shè)備并行工作 ， 采用 I/O中斷方式 。 ? 該方式中 ， I/O控制器是操作系統(tǒng)軟件和硬件之間的接口 ， 它接收 CPU的命令 ， 并控制 I/O設(shè)備進(jìn)行實(shí)際的操作 。 ? 系統(tǒng)分三個(gè)部分： ? 預(yù)輸入； ? 緩輸出； ? 井管理 。 設(shè)備分配 虛擬設(shè)備技術(shù) ? 虛擬技術(shù)的實(shí)現(xiàn)： ? SPOOLING系統(tǒng)：操作系統(tǒng)提供的外部設(shè)備聯(lián)機(jī)同時(shí)操作的功能 。 ? 獨(dú)享分配、共享分配、虛擬分配 設(shè)備分配 虛擬設(shè)備技術(shù) ? 虛擬技術(shù)：在一類物理設(shè)備上模擬另一類物理設(shè)備的技術(shù) ， 也是將獨(dú)占設(shè)備轉(zhuǎn)化為共享設(shè)備的技術(shù) 。 設(shè)備分配 分配原則 ? 二 、 設(shè)備分配算法 ? 先來先服務(wù)算法 ? 優(yōu)先級(jí)高者優(yōu)先 ? 三、設(shè)備分配的安全性 ? 對(duì)于共享設(shè)備，不論采用靜態(tài)分配還是采用動(dòng)態(tài)分配都不會(huì)出現(xiàn)死鎖。 ? 動(dòng)態(tài)分配 ? 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(shí) ， 就向系統(tǒng)申請(qǐng) ， 系統(tǒng)根據(jù)某種分配原則進(jìn)行分配 。 設(shè)備分配 分配原則 ? 一 、 靜態(tài)分配和動(dòng)態(tài)分配 ? 靜態(tài)分配 ? 當(dāng)一個(gè)作業(yè) （ 或進(jìn)程 ）運(yùn)行時(shí) ， 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 。 緩沖技術(shù) 緩沖池 ? 系統(tǒng)設(shè)置多個(gè)緩沖區(qū) ， 形成一個(gè)緩沖池 。 同理 ， 向 BUF1輸入與從 BUF2中取數(shù)據(jù)可以并行 。 這種緩沖技術(shù)是最簡(jiǎn)單的 ， 用于低頻度活動(dòng) I/O。 ? 緩沖技術(shù)是用來匹配 CPU與設(shè)備之
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